DE3535832A1 - Vorrichtung zur beleuchtung von strassen, plaetzen od. dgl. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung von Straßen, Plätzen od. dergl. mit Hilfe von zum Erdboden geneigten Spiegeln, die auf im wesentlichen gleichen Niveau im Abstand vom Erdboden hintereinander angeordnet sind.

Üblicherweise werden Straßen, Plätze od. dergl. von Bogenlampen oder anderen z. B. über der Fahrbahn installierten Lampen beleuchtet. Um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erreichen und gleichzeitig eine Blendung z. B. der Fahrzeuginsassen weitgehend zu vermeiden, sind diese Lampen so ausgelegt, daß sie ein diffuses Streulicht abgeben.

Durch die Wärmeentwicklung und Lichtstreuung jeder einzelnen Lampe kann die zur Beleuchtung aufgewendete Energie nur sehr ungenügend ausgenutzt werden. Die Lebensdauer einer für Straßenbeleuchtungen üblicherweise eingesetzten Lampe liegt bei etwa 1.000 bis 3.000 Betriebsstunden. Es ist daher ein hoher Arbeits- und Kostenaufwand nötig, um eine stets funktionsfähige Straßenbeleuchtung sicherstellen zu können. Ein konventionelles Straßenbeleuchtungssystem ist darüber hinaus durch die Vielzahl der benötigten elektrischen Installationen und die Länge des Leitungsnetzes besonders störanfällig.

Aus der DE-PS 6 37 268 ist eine Anordnung zur Beleuchtung von Verkehrswegen bekannt, bei der das von den einzelnen Leuchten ausgehende Licht durch Rückstrahlflächen auf die Fahrbahn geworfen wird. Diese Vorrichtung hat den Vorteil einer weitgehend blendfreien, zusammenhängenden Ausleuchtung der Straße, weist aber ansonsten dieselben Nachteile auf, die weiter oben für ein konventionelles Straßenbeleuchtungssystem angeführt worden sind.

Aus der DE-OS 14 72 539, der DE-OS 30 22 974 und dem DE-GM 19 25 209 sind Pfostenleuchten bekannt geworden, die ebenfalls eine blendfreie, gleichmäßige Ausleuchtung der Fahrbahn gewährleisten sollen. Da jede dieser Vorrichtungen aber mit einer eigenen Lichtquelle ausgestattet ist, zeigen sie bezüglich der Störanfälligkeit und des Wartungsaufwandes dieselben Nachteile wie ein konventionelles Straßenbeleuchtungssystem.

In der DE-OS 30 22 975 schließlich ist eine Beleuchtungseinrichtung für Fußgängerüberwege beschrieben, die durch Erzeugung eines besonderen Strahlenmusters die Aufmerksamkeit des Autofahrers besonders erregen soll und daher von vornherein zur allgemeinen Verwendung als Straßenbeleuchtung ungeeignet ist.

In der DE-AS 10 41 887 und dem DE-GM 19 05 011 sind Ballons beschrieben, die zu Beleuchtungszwecken Lichtstrahler tragen. Aus der DE-PS 3 73 118 ist die Beleuchtung von Städten oder Stadtteilen mit Hilfe eines Gürtels von Lichtquellen von einem Turm aus bekannt. Bei diesen Vorrichtungen besteht neben den schon oben erwähnten Nachteilen einer direkten Beleuchtung noch das Problem der Energieversorgung von an Ballons installierten Lampen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Beleuchtung von Straßen, Plätzen od. dergl. zur Verfügung zu stellen, die bei gleichmäßiger diffuser Ausleuchtung eine bessere Ausnutzung der aufgewendeten Energie gewährleistet und gleichmäßig wartungsarm und wenig störanfällig ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Spiegel von einem gemeinsamen gebündelten Lichtstrahl beaufschlagbar sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Verbindungslinie der Mittelpunkte aller Spiegel parallel zum Lichtstrahl verläuft.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, daß die Verbindungslinie der Mittelpunkte aller Spiegel und der Lichtstrahl miteinander einen Winkel bilden, der größer als 0° ist, wobei die Verbindungslinie bezüglich des Lichtstrahls zum Erdboden hin geneigt ist.

Dabei ist es besonders bevorzugt, daß die Mittelpunktstangenten der Spiegeloberflächen 5°-45° gegenüber dem Lichtstrahl zum Erdboden hin geneigt sind.

Die Erfindung sieht in einer weiteren Ausführungsform vor, daß die Spiegel teildurchlässig sind.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, daß die Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, ein Scheinwerfer ist.

Daneben schlägt die Erfindung vor, daß die Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, ein Laser ist.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß die Lichtquelle das Endstück eines Glasfaserkabels ist, das von einem zentralen Laser mit Licht versorgt wird.

Schließlich kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß als Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, ein an einem Straßenfahrzeug angebrachter Zusatzscheinwerfer vorgesehen ist.

Eine weitere Lösung der Aufgabe besteht darin, daß die Spiegel an einem Ballon od. dergl. stationär über der Straße angebracht sind.

Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung sieht vor, daß die Spiegel von einem gemeinsamen gebündelten Lichtstrahl beaufschlagbar sind.

Schließlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, auf dem Erdboden angebracht ist.

In einer besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist noch vorgesehen, daß die Lichtquelle ein Laser ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung beseitigt auf überraschende Weise die weiter oben beschriebenen Nachteile eines konventionellen Beleuchtungssystems für Straßen, Plätze od. dergl.:

Zunächst zeichnet sich die erfindungsgemäße Beleuchtung durch eine deutlich günstigere Energiebilanz aus. Der Einsatz eines einzelnen Scheinwerfers, dessen stark gebündelter Lichtstrahl erst durch die Spiegelreflexion diffus gestreut wird, nutzt die eingespeiste elektrische Energie bedeutend effektiver als z. B. 20 hintereinander aufgestellte einzelne Bogenlampen.

Die Verwendung von Laser erlaubt eine noch bessere Ausnutzung der Lichtenergie, da hier schon ein bedeutend kleinerer Anteil an reflektiertem Licht zur Ausleuchtung ausreichen würde, so daß das Licht eines einzelnen Lasers z. B. erst nach 100 Spiegeln "aufgebraucht" wäre. Da aber Laser eine sehr hohe Leistungsdichte und damit einen sehr kleinen Strahldurchmesser aufweisen, würde allein die Verwendung von Spiegeln noch nicht ausreichen, um diffus gestreutes Licht zu erzeugen, was jedoch durch zusätzliche Linsen- oder Prismenanordnungen erreicht werden könnte. Es wäre auch möglich, einen zentralen Laser zu verwenden und das von ihm erzeugte Licht mit Hilfe von Glasfaserkabeln zu den entsprechenden Ausstrahlungsstellen zu transportieren.

Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße Beleuchtung extrem wartungsarm und störungsunempfindlich, da man statt bisher z. B. 20 nur noch eine Lampe zu installieren, zu warten, zu reparieren oder ggf. auszuwechseln hat. Der durch das lange Leitungsnetz und die Vielzahl von elektrischen Installationen erforderliche hohe Aufwand für Wartung und Reparatur eines konventionellen Beleuchtungssystems stellt eine erhebliche Belastung der kommunalen Haushalte dar, die durch Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung drastisch reduziert werden könnte. Der Wartungsaufwand für die Säuberung der Spiegel könnte dabei durch sinnvoll angebrachte Abtropfnasen und Selbstreinigungssysteme minimal gehalten werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist natürlich nicht nur auf gerade Strecken beschränkt, da es für den Fachmann kein Problem darstellt, durch geeignete Umlenkspiegel den gebündelten Lichtstrahl so zu führen, daß auch Kurven ausgeleuchtet werden können.

Die Kosten für Installation und Betrieb einer erfindungsgemäßen Straßenbeleuchtung können für die Kommunen noch weiter reduziert werden, indem der gebündelte Lichtstrahl nicht von einem stationären Scheinwerfer oder Laser erzeugt wird, sondern von einem Zusatzscheinwerfer, der an einem Straßenfahrzeug angebracht sein müßte. Dadurch würde dieses Fahrzeug neben der direkten Ausleuchtung der Fahrbahn durch die bereits vorhandenen Scheinwerfer auch noch für eine diffuse indirekte Ausleuchtung der Straße sorgen.

Um die Blendung anderer Verkehrsteilnehmer möglichst auszuschließen, können sowohl für die stationären Scheinwerfer als auch für die Zusatzscheinwerfer an den Fahrzeugen Polarisationsfilter vorgesehen sein.

Durch Verwendung von Filtern oder Lasern der entsprechenden Farbe könnte das für jede Situation optimale Licht zur Verfügung gestellt werden, also z. B. unterschiedliches Licht je nach Material der Fahrbahndecke.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung können prinzipiell jede Art von Plan-, Konkav- oder Konvexspiegeln verwendet werden. Dabei bieten Konkavspiegel aufgrund ihrer Sammelwirkung eine bessere Ausnutzung des eingestrahlten Lichts. Konvexspiegel hingegen haben aufgrund ihrer Streuwirkung den Vorteil einer gleichmäßigeren diffusen Lichtverteilung. Planspiegel stellen sicherlich die preisgünstigste Alternative dar.

Eine noch weitergehende Lösung der Erfindungsaufgabe besteht darin, daß man nicht nur die einzelne Straße, den einzelnen Platz (z. B. ein Stadion) od. dergl., sondern ganze Stadtteile oder Städte dadurch indirekt beleuchtet, daß man an einem stationären Ballon Spiegel installiert, die vom Erdboden aus angestrahlt werden. Wegen der Höhe, in der ein solcher Ballon stationiert werden müßte, kommt dadür nur eine Lichtquelle in Frage, die stark gebündeltes Licht hoher Leistungsdichte aussendet. Für einen derartigen Verwendungszweck bieten sich vor allen Dingen Laser an. Wegen der großen Entfernung könnten hier auch Laser mit einem großen Strahldurchmesser (z. B. 50-60 cm) zum Einsatz kommen, deren Licht durch Konvexspiegel schon hinreichend gestreut würde. Bei Verwendung von Lasern mit kleineren Strahldurchmessern wären, wie weiter oben beschrieben, wieder spezielle Linsen- oder Prismenanordnungen zur Lichtstreuung notwendig.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen anhand der schematischen Zeichnungen. Dabei zeigt

Fig. 1 die schematische Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 schematische Seitenansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 sind die Spiegel 2 (ohne Beschränkung der Allgemeinheit als Planspiegel dargestellt) so hintereinander angeordnet, daß der von der Lichtquelle 14 erzeugte Lichtstrahl 4 parallel zur Verbindungslinie 10 der Mittelpunkte aller angestrahlten Spiegel verläuft. Eine solche Anordnung ist nur sinnvoll bei Verwendung von teildurchlässigen Spiegeln, die jeweils z. B. 5% des eingestrahlten Lichtes reflektieren und den Rest hindurchlassen. In diesem Fall wäre es möglich mit einer einzigen Lichtquelle zwanzig Spiegel zu bestrahlen.

In Fig. 1 beträgt die Neigung der Planspiegel gegenüber dem Lichtstrahl etwa 45° zum Erdboden hin. Erfindungsgemäß können aber auch kleinere Neigungswinkel bis hinunter zu etwa 5° gewählt werden. Bei Verwendung von Konkav- oder Konvexspiegeln bezieht sich die Angabe des Neigungswinkels auf die Mittelpunktstangenten.

Fig. 2 zeigt eine versetzte Anordnung der Spiegel. In diesem Fall können sowohl voll-reflektierende als auch teildurchlässige Spiegel 6 verwendet werden. Bei Verwendung von z. B. drei voll-reflektierenden Spiegeln 6 müssen diese so angeordnet sein, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Dabei reflektiert der erste Spiegel 6 (von der Lichtquelle 16 aus gesehen) 1/3 des von der Lichtquelle 16 erzeugten Lichtstrahls 8. Der zweite Spiegel 6 reflektiert dann die Hälfte des vom ersten Spiegel nicht reflektierten Anteils des Lichtstrahls 8. Das Restlicht wird schließlich vom dritten Spiegel reflektiert. In diesem Fall ist das von der Lichtquelle 16 ausgestrahlte Licht bereits nach drei Spiegeln "aufgebraucht". Um die Justierung der Spiegel 6 nicht so präzise vornehmen zu müssen, daß die gesamte Anordnung aus diesem Grunde wieder störanfällig wird, erscheint auch bei einer versetzten Anordnung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, die Verwendung von teildurchlässigen Spiegeln als sinnvoll.

Die erfindungsgemäßen Spiegelanordnungen, wie sie in den Zeichnungen dargestellt sind, können sowohl direkt über der Fahrbahn als auch über dem Randstreifen der Straße angebracht sein. Bei einer Installation über dem Randstreifen kann eine gute Ausleuchtung der Fahrbahn dadurch erreicht werden, daß die Spiegel nicht nur zum Erdboden hin geneigt sind, sondern auch eine zusätzliche Neigung zur Fahrbahn aufweisen.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

• BEZUGSZEICHENLISTE
  (LIST OF REFERENCE NUMERALS)  1
   2 Spiegel
   3
   4 Lichtstrahl
   5
   6 Spiegel
   7
   8 Lichtstrahl
   9
  10 Verbindungslinie
  11
  12 Verbindungslinie
  13
  14 Lichtquelle
  15
  16 Lichtquelle

Claims (13)

1. Vorrichtung zur Beleuchtung von Straßen, Plätzen od. dergl. mit Hilfe von zum Erdboden geneigten Spiegeln, die auf im wesentlichen gleichen Niveau im Abstand vom Erdboden hintereinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel (2; 6) von einem gemeinsamen gebündelten Lichtstrahl (4; 8) beaufschlagbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie (10) der Mittelpunkte aller Spiegel (2) parallel zum Lichtstrahl (4) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungslinie (12) der Mittelpunkte aller Spiegel (6) und der Lichtstrahl (8) miteinander einen Winkel bilden, der größer als 0° ist, wobei die Verbindungslinie (12) bezüglich des Lichtstrahls (8) zum Erdboden hin geneigt ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelpunktstangenten der Spiegeloberflächen 5°-45° gegenüber dem Lichtstrahl (4; 8) zum Erdboden hin geneigt sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel (2; 6) teildurchlässig sind.

6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14; 16) die den Lichtstrahl (4; 8) erzeugt, ein Scheinwerfer ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14; 16), die den Lichtstrahl (4; 8) erzeugt, ein Laser ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (14; 16) das Endstück eines Glasfaserkabels ist, das von einem zentralen Laser mit Licht versorgt wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, ein an einem Straßenfahrzeug angebrachter Zusatzscheinwerfer vorgesehen ist.

10. Vorrichtung zur Beleuchtung von Straßen, Plätzen od. dergl. mit Hilfe von zum Erdboden geneigten Spiegeln, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel an einem Ballon od. dergl. stationär angebracht sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegel von einem gemeinsamen gebündelten Lichtstrahl beaufschlagbar sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle, die den Lichtstrahl erzeugt, auf dem Erdboden angebracht ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle ein Laser ist.