DE20100642U1

DE20100642U1 - Beleuchtungsvorrichtung

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Publication number: DE20100642U1
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Priority date: 2001-01-15
Filing date: 2001-01-15
Publication date: 2001-03-22
Anticipated expiration: 2011-01-16

Description

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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einem Lichtaustritt, wobei der wenigstens eine Lichtaustritt nach Lage und Abstrahlrichtung einstellbar ist.

Solche Beleuchtungsvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise in Brenners Foto- & Videozeitung, Ausgabe Januar bis März 1995, Seite 53, beschrieben. Die Beschreibung bezieht sich auf eine Kaltlichtleuchte der Firma Kaiser Fototechnik (Kaiser & Co. KG, Buchen, DE) mit der Bezeichnung "Macrospot 1500". Diese Leuchte soll zur punktgenauen gleichmäßigen und lichtstarken Beleuchtung bei Fotoaufnahmen im Makro- und Mikrobereich, für Table-Top-Aufnahmen und zur Beleuchtung schwer zugänglicher Stellen dienen.

Das dort beschriebene Gerät besteht aus einem Gehäusekörper mit einem Tragegriff, in dem typischerweise ein Transformator oder eine andere geeignete Stromversorgung für eine 15 Volt Halogenlampe mit einer Aufnahmeleistung von 150 Watt vorhanden ist, welche typischerweise eine Farbtemperatur von etwa 3000 K aufweisen. Solche Lampen sind näher beschrieben beispielsweise in der Firmenschrift der Firma OSRAM GmbH, München: "Licht für Foto, Film, TV und Bühne", Ausgabe August 1986, Seite 22. Bei besonderen Fotolampen für Aufnahmezwecke kann die Farbtemperatur auch 3200 K betragen. Das Gerät enthält ferner eine Auffangvorrichtung für das von der Lampe abgegebene Licht, an das außerhalb des Gerätes ein drei armiger Lichtleiter angeschlossen werden kann. Dieser drei armige Lichtleiter umfasst ein Anschlusselement zum Ankoppeln an das Beleuchtungsgerät sowie optische Einrichtungen zur Verteilung des einfallenden Lichtes der Lampe auf zwei oder drei Lichtleiterbündel, die jeweils in flexibel einstellbaren sogenannten "Schwanenhälsen" angeordnet sind. Mit Hilfe der Schwanenhälse lässt sich innerhalb der Beweglichkeit dieser Schwanenhälse jedes der Lichtleiterbündel so positionieren oder ausrichten, dass das

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Austrittsende des Lichtleiterbündels an der gewünschten Stelle in der gewünschten Richtung positioniert ist. Das aus dem Lichtfaserbündel austretende Licht beleuchtet dann die vorgesehene Stelle.

Zur Anpassung an die jeweils erwünschten Lichtverhältnisse gibt es verschiedene Aufsätze für die Enden der Schwanenhälse in Form einer Irisblende, eines Fokusaufsatzes oder eines Filterhalters, in den Filter zur Anpassung z.B. der Lichtfarbe für Effekte einsetzbar sind.

Ähnliche Beleuchtungseinrichtungen sind im Katalog "Gemmologische Prüf- und Meßgeräte" der Firma A. Krüsse Optronic GmbH, Hamburg, DE, Ausgabe 2000, beschrieben. In diesem Katalog ist eine Reihe von Mikroskopen beschrieben, bei denen eine ähnliche Einrichtung wie vorstehend beschrieben in das Mikroskopgehäuse integriert ist. Dabei ist jedoch meist nur ein einzelner Schwanenhals zur gezielten Beleuchtung des zu mikroskopierenden Objektes vorgesehen. Diese gemmologisehen Mikroskope dienen im wesentlichen zur optischen Prüfung von Edelsteinen.

Unter der Bezeichnung KL 5120 ist auch ein separates Beleuchtungsgerät wie das der Firma Kaiser beschrieben, jedoch aufgrund der für die Edelsteinprüfung anderen Anforderungen lediglich mit einer 8 V / 20 W Halogenlampe ausgestattet. Hierzu werden Schwanenhalslichthalter in ein- und zweiarmiger Ausführung angeboten. Auch hier befinden sich wiederum innerhalb des Schwanenhalses ein Lichtleiterbündel mit einer optischen Fassung zur Einkoppelung des Lichtes aus dem Beleuchtungsgerät. Für einen höheren Lichtbedarf wird eine Ausführung mit einer 150 Watt Lampe angeboten, ähnlich der vorbeschriebenen Beleuchtungseinrichtung der Firma Kaiser.

Auch hier handelt es sich bei der Beleuchtungseinrichtung um ein Standgerät, bei dem im Rahmen der Beweglichkeit und Länge der Schwanenhälse die Lichtaustrittsstelle des Lichtleiterbündels

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positioniert werden kann, z.B. um ein Objekt unter einem Mikroskop zu beleuchten.

Um bei solchen vorbeschriebenen Beleuchtungseinrichtungen eine hinreichende Leuchtintensität am Abstrahlende der Lichtleiterbündel zu erhalten, muss neben der Bereitstellung einer ausreichend großen Lichtmenge an der Lampe zudem ein entsprechend präziser und angepasster optischer Aufbau zur Erfassung des von der Lampe abgestrahlten Lichtes und zur möglichst verlustarmen Einspeisung in das oder die Lichtleiterbündel vorgesehen werden.

Entsprechende Geräte, insbesondere mit höheren Aufnahmeleistungen der Lampen müssen - ähnlich einem Diaprojektor - zur Vermeidung übermäßig großer Gehäuse typischerweise über ein Gebläse gekühlt werden.

Die in solchen Geräten üblicherweise verwendeten Halogenlampen weisen eine gegenüber dem normalen bzw. normierten Tageslicht deutlich geringere Farbtemperatur auf, so dass für eine naturgetreue Farbwidergabe, insbesondere bei Fotoaufnahmen mit Tageslichtfilmen, entsprechende Konversionsfilter zu verwenden sind. Der durch die Konversionsfilter verursachte HeIligkeitsver lust muss gegebenenfalls durch eine Lichtquelle mit höherer Leistung ausgeglichen werden.

Typische Beleuchtungseinrichtungen der oben beschriebenen Art mit einem zweiarmigen Schwanenhals mit Lichtleitern werden zu Preisen zwischen 850 und 1.000 DM angeboten.

Diesen bekannten Geräten gemeinsam ist der Nachteil des durch das Netzgerät bedingten relativ hohen Gewichtes und der aufgrund des erforderlichen Netzanschlusses eingeschränkten Mobilität.

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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, mit der die bekannten Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise überwunden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einem Lichtaustritt, wobei der wenigstens eine Lichtaustritt nach Lage und Abstrahlrichtung einstellbar ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung einen Gehäusekörper und wenigstens einen verstellbaren durch einen Schwanenhals gebildeten Ausleger umfasst, an dessen einem Ende oder in der Nähe davon der wenigstens eine Lichtaustritt angeordnet ist und wobei in unmittelbarer Nähe zu dem wenigstens einen Lichtaustritt jeweils wenigstens eine Lichtquelle angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Lichtquelle durch ein Halbleiterleuchtmittel gebildet wird, das bei Nennbetriebsbedingungen ein Lichtspektrum mit einer Farbtemperatur von wenigstens 5000 K emittiert.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung werden die Kosten für ein solches Gerät gegenüber den bekannten Geräten massiv vermindert. Dies ist bedingt durch den Entfall eines komplizierten optischen Aufbaus und der teuer herzustellenden Einkoppel!einrichtung. Weiterhin entfallen auch die Lichtleiter selbst und der damit verbundenen Bearbeitungsaufwand, um saubere optische Endflächen des Lichtleiterbündels zu erhalten.

Weiterhin ergibt sich dadurch eine hohe Mobilität für den Einsatz der Erfindung, da eine hohe Lichtausbeute bei geringen elektrischen Verlusten erhalten wird (hoher Wirkungsgrad), zugleich jedoch eine niedrige Betriebsspannung ausreichend ist. Daher sind keine elektrischen Schutzmassnahmen zur Sicherheit des Benutzers erforderlich, was Preis, Gewicht und Größe der Vorrichtung gegenüber den bekannten Vorrichtungen wesentlich verringert. Zugleich wird auch die thermische Belastung des beleuchteten Objekts vermindert.

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Zweckmäßig für ein ermüdungsarmes Arbeiten oder die Verwendung von Tageslichtfilmen ohne Farbkonversionsfilter ist, wenn die Farbtemperatur wenigstens 5500 K, weiter vorzugsweise wenigstens 6000 K, insbesondere mehr als 7000 K beträgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung ist zur Verbesserung der Betriebssicherheit und Handhabung innerhalb des wenigstens einen hohlen Schwanenhalses eine mit der Lichtquelle direkt oder indirekt verbundene elektrische Leitung angeordnet.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist die Beleuchtungsvorrichtung mit einer Schaltung zur Regelung des Betriebsstromes der wenigstens einen Lichtquelle ausgestattet. Durch die Verwendung einer solchen Konstantstromquelle werden Schwankungen der Farbtemperatur und Helligkeitsschwankungen durch Betriebsspannungsveränderungen weitestgehend ausgeschlossen. Insbesondere weist die Beleuchtungsvorrichtung ferner ein Stell element zur Einstellung eines erwünschten Sollwertes für den Betriebsstrom der wenigstens einen Lichtquelle auf.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform ist der Gehäusekörper der Beleuchtungsvorrichtung mit einer Aufnahme für einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien, versehen, z.B. für vier NiMh-Akkus der Größe AA (Mignon).

Für den mobilen Einsatz unterwegs und auf Reisen ist es vorteilhaft, wenn die Beleuchtungsvorrichtung ferner eine elektrische Ladeschaltung für die Aufladung des elektrischen Energiespeichers aufweist. So lassen sich beispielsweise Akkus leicht mit einem handelsüblichen Steckernetzgerät oder am Zigarettenanzünderanschluss eines PKW angepasst aufladen.

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Besonders kostengünstig bei der Herstellung ist es, wenn der Gehäusekörper der Beleuchtungsvorrichtung als Standfuß ausgebildet ist.

Für die Anbringung an einem Labortisch oder einem Fotostativ ist es zweckmäßig, wenn der Gehäusekörper der Beleuchtungsvorrichtung eine Klemmbefestigung in Form einer Schraubzwinge oder einer federbelasteten Klammer aufweist, mit der der Gehäusekörper befestigbar ist.

Beispielsweise für Untersuchungen an einem beschädigten Fahrzeug nach einem Unfall oder zur Dokumentation von Schweißrissen an Stahlkonstruktionen ist es vorteilhaft, wenn der Gehäusekörper der Beleuchtungsvorrichtung einen Magnetfuß umfasst, mit dem die Beleuchtungsvorrichtung an einer magnetisierbaren Fläche befestigbar ist. Geeignete Magnetfüße sind von Messstativen, z.B. für Messuhren, bekannt, auch solche, bei denen sich die Magnetkraft abschalten lässt.

Für den Einsatz an besonders beengten Stellen ist es praktisch, wenn der wenigstens eine Schwanenhals baulich getrennt oder von dem Gehäusekörper abnehmbar ausgebildet ist. Insbesondere dabei ist es vorteilhaft, wenn der Gehäusekörper der Beleuchtungsvorrichtung oder der wenigstens eine getrennte oder abnehmbare Schwanenhals mit wenigstens einem Klettband verbunden ist, so dass die Beleuchtungsvorrichtung oder der Schwanenhals mittels Klettband an einem Gegenstand befestigbar ist, z.B. an einem Ast oder Zweig.

Eine gute gezielte Ausleuchtung eines Betrachtungsfeldes wird in noch für den Betrieb mit Akkus geeigneter Form erhalten, wenn bis zu 10, vorzugsweise 3 bis 5 Ausleger vorgesehen sind.
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Eine schnelle Trennung z.B. für die Verpackung in einer Fototasche und trotzdem sichere Verbindung ergibt sich, wenn die Befestigung des

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wenigstens einen Schwanenhalses an dem Gehäusekörper über einen Renkanschluss (Bajonettanschluss) erfolgt.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in

perspektivischer Ansicht;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in Seitenansicht;

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ohne

Schwanenhälse in Draufsicht; und

Fig. 4 eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Fig. 2 in stirnseitiger Frontansicht.

Die in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Gehäuse 1 als Gehäusekörper, der bei dem hier gezeigten Beispiel als Standfuß für die Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet ist. In dem Gehäuse 1 ist (nicht dargestellt) ein Fach für elektrische Energiespeicher in Form von vier NiMh-Akkus der Größe AA (Mignon) vorgesehen, die bekanntermaßen eine Netzspannung von jeweils 1,2 V aufweisen. Diese können zweckmäßig in Reihe geschaltet sein, so dass die Netzspannung des Akkupacks 4,8 V beträgt. Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 eine nicht dargestellte Schaltung zur Regelung des elektrischen Stromes vorgesehen, der an jede Lichtquelle 2 am entfernten Ende eines Schwanenhalses 3 abgegeben wird. Dabei erfolgt eine Schaltung zweckmäßig als Konstantstromquelle, um Schwankungen der Helligkeit der Lichtquellen aufgrund von Spannungsänderungen der Stromversorgung zu vermeiden.

Weiterhin ist in dem Gehäuse 1 ein Schalter 4 vorgesehen, mit dem die Vorrichtung in Betrieb gesetzt werden kann.

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Für eine Stromversorgung bei stationärem Betrieb oder zum Aufladen des Akkupacks ist ferner eine Kleinspannungsbuchse 5 üblicher Bauart vorgesehen. In der Buchse 5 kann ein handelsübliches Steckernetzgerät für häusliche Netzspannung angeschlossen werden oder beispielsweise ein Ladekabel, das zur Verbindung über eine Zigarettenanzündersteckdose eines Autos mit dessen Bordnetz vorgesehen ist.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind drei Schwanenhälse 3 an einem Gehäuse 1 befestigt. Die Befestigung kann in herkömmlicher Weise erfolgen, jedoch kann auch eine nicht näher dargestellte Bajonettverbindung vorgesehen sein, zweckmäßig mit selbst herstellenden elektrischen Kontakten, so dass ein Schwanenhals 3 von dem Gehäuse 1 abgenommen werden kann und zugleich die elektrische Verbindung getrennt wird.

Die am entfernten Ende der Schwanenhälse angeordneten Lichtquellen sind Halbleiterleuchtmittel, beispielsweise in Form von GalnN-Leuchtdioden. Diese Leuchtdioden sind sehr hell und weisen eine typische Farbtemperatur von mehr als 7000 Kelvin auf. Diese Leuchtdioden haben einen sehr hohen Wirkungsgrad, wodurch ein großer Teil der zugeführten elektrischen Energie in Licht umgewandelt wird. Dadurch ist auch die Erwärmung eines Objekts im Leuchtkegel dieser Leuchtdioden sehr gering, was insbesondere bei empfindlichen Objekten von Vorteil ist.

Im Bereich der Fassungen 6, in denen die Leuchtdioden 2 an dem Schwanenhals 3 befestigt sind, kann ferner in üblicher Weise eine Fokussierlinse oder eine Filterhalterung vorgesehen werden, um z.B. gewünschte Farbverschiebungen oder Effekte erzeugen zu können.

Für den Einsatz bei Farbfotografie mit Tageslichtfilm sind Konversionsfilter nicht erforderlich aufgrund der hohen Farbtemperatur der Lichtquellen, wodurch sich die Möglichkeit ergibt, mit solchen

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Leuchtmitteln verhältnismäßig geringer Nennleistung, wie den Leuchtdioden 2, arbeiten zu können.

Für den Einsatz im Freien kann das Gehäuse 1 zweckmäßig in spritzwassergeschützter Ausführung vorgesehen werden. Damit kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung besonders zweckmäßig eingesetzt werden, da bereits wegen der geringen Versorgungsspannung besondere Vorkehrungen zum Schutz eines Benutzers vor elektrischen Schlägen nicht erforderlich sind.
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In Fig. 2 ist gut zu erkennen, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung besonders einfach und kostengünstig aufzubauen ist. Das Gehäuse 1 kann dabei aus üblichen zwei schal igen Gehäusen für allgemeine Elektronikanwendungen gebildet sein, in dessen Oberseite die Befestigungen für die Schwanenhälse 3 vorgesehen sind. Zur Schonung von Tischoberflächen, z.B. bei der Begutachtung von Edelsteinen, kann es zweckmäßig sein, das Gehäuse auf der Unterseite mit Gummifüßen 7 zu versehen.

In Fig. 3 ist eine Draufsicht auf das Gehäuse 1 dargestellt ohne die Schwanenhälse 3. Gut zu erkennen sind dabei die Befestigungslöcher 8 für die Schwanenhälse 3. Zweckmäßig sind diese Befestigungslöcher 8 in der Nähe einer Endseite des Gehäuses 1 vorgesehen, da die Befestigung der Schwanenhälse 3 in dem Gehäuse 1 eine gewisse Bauhöhe verbraucht, die nicht mehr für andere Teile zur Verfügung steht, z.B. das Akkupack. Zweckmäßig wird dabei eine größere Grundfläche für das Gehäuse 1 vorgesehen, um auch bei großer Ausladung der Schwanenhälse 3 eine ausreichende Standsicherheit zu gewährleisten. Die Schwanenhälse 3 können selbstverständlich in jeder praktisch gewünschten Länge vorgesehen sein, für den universellen Einsatz haben sich Schwanenhälse 3 mit einer Länge von etwa 500 mm bewährt. Weiterhin können die Schwanenhälse 3 aus allen üblichen Materialien für solche Schwanenhälse

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bestehen, insbesondere für den gewerblichen Einsatz oder für den Einsatz im Freien hat es sich jedoch bewährt, wenn nicht rostendes Metallband für die Schwanenhälse als Material verwendet wird, z.B. Edelstahl oder Messing.
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In der Nähe von Buchse 5 und Schalter 4 könnte auch ein nicht dargestellter Drehregler vorgesehen sein, mit dem sich der Strom der Konstantstromquelle verändern lässt, z.B. um im Rahmen der Spezifikationen der Leuchtdioden 2 die Helligkeit zu verändern (Fig. 4). Ein besonderer Vorteil ist dabei, dass sich die Farbtemperatur der Leuchtdioden 2 nicht nennenswert ändert.

Claims

1. Beleuchtungsvorrichtung mit wenigstens einem Lichtaustritt, wobei der wenigstens eine Lichtaustritt nach Lage und Abstrahlrichtung einstellbar ist, wobei die Beleuchtungsvorrichtung einen Gehäusekörper (1) und wenigstens einen verstellbaren durch einen Schwanenhals (3) gebildeten Ausleger umfasst, an dessen einem Ende oder in der Nähe davon der wenigstens eine Lichtaustritt angeordnet ist und wobei in unmittelbarer Nähe zu dem wenigstens einen Lichtaustritt jeweils wenigstens eine Lichtquelle (2) angeordnet ist, wobei die wenigstens eine Lichtquelle (2) durch ein Halbleiterleuchtmittel gebildet wird, das bei Nennbetriebsbedingungen ein Lichtspektrum mit einer Farbtemperatur von wenigstens 5000 K emittiert.

2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbtemperatur wenigstens 5500 K, vorzugsweise wenigstens 6000 K, insbesondere mehr als 7000 K beträgt.

3. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des wenigstens einen hohlen Schwanenhalses (3) eine mit der Lichtquelle (2) direkt oder indirekt verbundene elektrische Leitung angeordnet ist.

4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung mit einer Schaltung zur Regelung des Betriebsstromes der wenigstens einen Lichtquelle (2) ausgestattet ist.

5. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung ferner ein Stellelement zur Einstellung eines erwünschten Sollwertes für den Betriebsstrom der wenigstens einen Lichtquelle (2) aufweist.

6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (1) der Beleuchtungsvorrichtung mit einer Aufnahme für einen elektrischen Energiespeicher, insbesondere eine oder mehrere wiederaufladbare Batterien, versehen ist.

7. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung ferner eine elektrische Ladeschaltung für die Aufladung des elektrischen Energiespeichers versehen ist.

8. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (1) der Beleuchtungsvorrichtung als Standfuß ausgebildet ist.

9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (1) der Beleuchtungsvorrichtung eine Klemmbefestigung in Form einer Schraubzwinge oder einer federbelasteten Klammer aufweist, mit der der Gehäusekörper (1) an einer Unterlage befestigbar ist.

10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (1) der Beleuchtungsvorrichtung einen Magnetfuß umfasst, mit dem die Beleuchtungsvorrichtung an einer magnetisierbaren Fläche befestigbar ist.

11. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Schwanenhals (3) baulich getrennt oder von dem Gehäusekörper (1) abnehmbar ausgebildet ist.

12. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusekörper (1) der Beleuchtungsvorrichtung oder der wenigstens eine getrennte oder abnehmbare Schwanenhals (3) mit wenigstens einem Klettband verbunden ist, so dass die Beleuchtungsvorrichtung oder der Schwanenhals (3) mittels Klettband an einem Gegenstand befestigbar ist.

13. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 10, vorzugsweise 3 bis 5 Ausleger (3) vorgesehen sind.

14. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des wenigstens einen Schwanenhalses (3) an dem Gehäusekörper (1) über einen Renkanschluss erfolgt.