CN102575826A - 呈人造石或天然石形式的发光的铺路石 - Google Patents

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Abstract

呈人造石或者天然石形式的发光的铺路石，具有至少一个自给自足的发光元件(22)和石体(20)。石体(20)具有至少一个凹部(24)，该凹部从顶侧(54)延伸至底侧(56)，并且构造成用于容纳发光元件(22)。该发光元件(22)容纳电气组件(36)特别是光伏电池(38)、电荷储存器(40)、控制装置(42)和发光机构(44)，并且具有不比凹部(24)的深度更长的长度。凹部(24)具有孔壁，在孔壁和侧壁之间形成有环绕的间隙，胶粘剂(26)处在所述间隙中。

Description

呈人造石或天然石形式的发光的铺路石
技术领域
本发明涉及一种具有自给自足的发光元件的呈人造石或天然石形式的发光的铺路石，其中，该铺路石具有至少一个发光元件和石体，该石体由透明的塑料和/或由天然石材和/或人造石材实现。此外，本发明涉及一种能够应用在这类石块中但也能使用在其它应用场合中的发光元件。例如，该发光元件能够嵌入到任意的钻孔中，所述钻孔可位于墙壁中、位于建筑的任意部位上或诸如此类。那么，该发光元件能够应用在不同的地方，并且不仅应用于铺路石中。最后，本发明还涉及一种由塑料制成的自给自足的发光的石块，电气组件特别是光伏电池、电荷存储器、控制装置以及发光机构被嵌入到所述石块中。
背景技术
对于车道的照明、游泳池周围的照明、花园道路的照明、墙壁的照明以及类似的应用，期望不需要单独供电的发光体。该发光体应该是自给自足的。所述发光体应该在日间通过光伏电池吸收射入的阳光，并且存储在电荷存储器里，控制装置调节电荷。在黑暗时，该控制装置驱控通过电荷存储器被供应电压的发光元件。能够使用光伏电池作为用于黑暗的传感器，但是也可以设置单独的光传感器。
如果将这样的发光体集成到铺石路面中，例如集成到车道的铺石路面中，那么有利的是准备特别用于发光功能的铺路石。这具有如下优点，即相应的铺路石能够像一般的、常规的铺路石那样引入到组合结构中。该铺路石与其它铺路石的区别仅在于，其具有至少一个自给自足的发光元件。该铺路石与常规铺路石的区别不在于其与其它石块的接触面或者说接合部。该铺路石甚至不像常规铺路石那么坚固，但其能够通过额外的措施，如钢筋和/或高品质的混凝土或者相应的材料来提高其强度。优选的是，这种发光铺路石适用于道路的不出现巨大的车辆负荷的部分。也就是说，所述铺路石应该尽可能地不被车辆碾过。
最后，期望完全由塑料制成的石块。塑料正如在上述发光元件的情况中那样包裹自给自足的发光物的所有组件，区别仅在于，石块现在可直接地装入到铺石路面中，因此其具有常规铺路石的大小。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种呈发光铺路石、发光石块或发光元件形式的发光体，该发光体可有利地插入到已有的结构中，并且可同样有利地使用在新设施中，该发光体具有持久的嵌入和可靠的连接，所述连接在温度大幅波动时也不损坏，并且所述连接可以多样化地应用。
所述目的通过根据权利要求1所述的发光的铺路石，通过根据权利要求21所述的发光元件，以及通过根据权利要求24所述的发光石块来实现。
本发明提出一种标准化的发光元件，该发光元件以少量的实施方案制成。该发光元件具有柱状形状，特别是圆柱形形状。该发光元件在其内部中包含电气组件，特别是光伏电池、电荷储存器、控制装置以及发光机构。该电气组件永久地嵌入到透明的塑料例如聚碳酸酯中。
这样的发光元件能够置入到任意的凹部特别是钻孔中，所述凹部被引入到是人造石或者天然石的铺路石中，或者引入到其它任意结构例如墙壁中。在此，该凹部具有比发光元件的柱状主体略微更大的尺寸。由此，胶粘剂特别是硅酮材料配合在发光元件和凹部之间。该胶粘剂一方面将发光元件与石块粘接，另一方面承受在双方之间的所有热应力。以这种方式，发光元件可以安装在任意铺路石中或安装到任意墙壁中，方法是：实现相应的凹部，特别是钻孔，然后置入发光元件。其它的步骤是不必要的。
所述发光的铺路石具有至少一个在这里说明的类型的发光元件。所述铺路石与该发光元件通过胶粘剂特别是硅酮的层连接。在此，优选将发光元件的光出射面和铺路石的顶侧齐平地封闭。该胶粘剂尽可能不超出顶面，而是与顶面齐平。
在优选的实施方案中，发光元件具有比凹部的深度略微更短的长度。因此避免了发光元件向下或者向后地相对该凹部伸出。
发光元件在优选的实施方案中构造成使得其电气组件基本上接近于光出射面。在电气组件下方，发光元件仅由塑料材料构成。在那里，发光元件能够被截断并且以这种方式缩短，而不与电气组件碰撞。以这种方式，发光元件能够匹配于石块、墙壁以及诸如此类的不同厚度。
附图说明
本发明其它优点和特征从其余权利要求以及现在接下来的说明中获得，该说明不限制于本发明的参照附图更详细阐释的所理解的实施例。在附图中：
图1示出具有仅一个发光元件的发光铺路石的立体图；
图2示出沿着在图1中的剖线II-II的剖面；
图3示出图1和图2中所示出的发光元件的立体图；
图4示出铺路石的第二实施方案的类似于图2中的剖面；以及
图5示出铺路石的第三实施方案的类似于图2中的剖面。
具体实施方式
所述铺路石具有石体20，该石体由天然石材料例如玄武岩或者大理石制成，并且/或者由人造石材料特别是混凝土制成，并且/或者由塑料制成。该石体20具有优选与通常常规的铺路石的尺寸相一致的外尺寸。由此，铺路石能够在铺设时毫无问题地引入到组合结构中。该铺路石也能够后续地引入到已经存在的面上，方法是：移开常规的铺路石，并由根据本发明的发光铺路石替换。在此，即使常规的石头不从已经存在的面上移除，也能够装备上发光元件22，方法是：在原位将凹部24引入到常规石块中，并且随后一方面将胶粘剂26，另一方面将发光元件22置入到凹部24中。
以周期性的组合结构铺设铺路石也是不必要的，该铺路石能够以任意的布局方式铺设。本发明的关键优点在于，发光元件22也能够后续地置入到在已经存在的面中或者已经存在的墙壁中。
当在说明中说明并示出每个石块仅一个发光元件22时，这不意味着不能还在石头中安装其它发光元件22。
第一个和第二实施方案的发光元件22是独立的器件，其也能够且应该在市场中独立地购买。优选地，发光元件22仅以少量的、标准化的构造存在，图3中示出其中一种构造。该发光元件22具有柱状的主体28，该主体由环绕的侧壁30、光出射面32以及底面34界定。所述光出射面32和底面34具有相一致的形状，优选为圆形，但也可以考虑矩形和正方形。
在标准化的构造中，发光元件22具有直径大约为93mm的圆柱形形状。对凹部24使用带有101mm的直径的钻孔机特别是空心钻，在进行铺设的相关工作中，这样的钻孔机通常是本来已经存在的。
所述发光元件22的主体28由透明的特别是玻璃般透明的塑料制成。在这里，尤其适用聚碳酸酯和聚丙烯酸化物。特别适合的是VossChemie公司的塑料GTS。在此，还涉及用于制造铸件和坚硬的模制件的光稳定的邻苯二甲酸树脂。硬化在冷却时实现。这对于嵌入的电气组件36而言是有利的。这些电气组件完全位于主体28的内部。引线、触点或诸如此类绝对不向外引导。主体28的表面仅由塑料构成。
特别地，光伏电池38、优选构成为电容器的电荷储存器40、控制装置42以及发光机构44属于电气组件36。作为发光机构44尤其可以考虑LED(发光二极管)、OLED(有机发光二极管)、发冷光的板以及诸如此类，无论如何，发光机构在光发射时基本上保持是冷的。
控制装置42与其它的组件38、40、44连接。该控制装置监控日间状态和夜间状态。在日间状态中，进行电荷储存器40的充电。只要光伏电池38提供足够的电压，就提供日间状态。如果由光伏电池38提供的电压降低到一定水平以下，控制装置42就切换到夜间状态。现在，发光机构44与电荷储存器40连接，发生光发射。在夜间状态和日间状态之间优选存在中间区域，在该区域中既不进行充电，因为对此没有提供足够的光，也不进行光发射，因为还不够黑暗。
光伏电池38占据了光出射面32的面积的最大部分。其是光出射面32的面积的至少70％，优选至少80％。发光机构44通常在其面积上比光伏电池38明显更小，特别是在其作为LED或OLED的实施方案中。相应地，发光机构也在图2、图4和图5中示出。在此，证实为特别有利的是，将小穿通部50钻到光伏电池38中，发光机构44穿过这些穿通部伸出来，见图4。以这种方式，光伏电池38实际上可以占据光出射面32的整个所提供的面积，特别是超过光出射面的面积的90％。
此外，所述电气组件36基本上属于背景技术，对于其它的信息参考背景技术。
所述电气组件36设置得相对接近于光出射面32。在光出射面32和光伏电池38的顶面之间的距离尽可能小，该距离仅为几毫米，例如1mm至6mm。在光伏电池38下方的空间用于控制装置42和电荷储存器40。在电气组件36的下方，主体28不具有其它构件，该主体在那里仅由塑料构成。这意味着，主体可在那里缩短。图3示出在主体28的下部区域中的横切52。以这种方式足以对于发光元件22的例如3至4个构造方式或者说类型中的每一个提供仅唯一的长度。用户将主体28锯成适合的长度。
凹部24从石体的顶侧54延伸至石体的底侧56。顶侧54到底侧56的距离称为凹部的深度。该凹部24具有孔壁，该孔壁在示出的实施例中是圆柱形的，然而该孔壁也可以是矩形或者正方形的。所述孔壁也可以具有其它形状。然而优选具有高对称性的简单形状，特别是环绕形状。
凹部24的直径略微大于主体28的直径。当发光元件22被置入到凹部24中时，还余留有空出的、环绕的间隙58。该环绕间隙58具有与形状无关的至少1mm、最高10mm的厚度，该厚度尤其处在2mm和5mm之间。优选地，环绕间隙58在各处具有恒定的尺寸，并且与恒定尺寸的偏差小于20％，特别是小于10％。用时效硬化的胶粘剂26填充该环绕间隙58，在这里尤其使用硅酮。此处适用透光的，特别是玻璃般透明的硅酮。该胶粘剂26将发光元件22与石体20连接。力求实现永久的连接。力求实现该连接尽可能完全不会脱开，至少只有用特殊的工具并且费力地才能再次脱开。
胶粘剂26补偿在石体20的材料和主体28的塑料材料之间的所有热膨胀差异。
如图2所示，在轴向方向上，发光元件22与凹部24的深度相比略微更短。该发光元件22不应在底侧56处伸出。
胶粘剂26优选是弹性体，其尽可能持久地并且全面地一方面与石体22的材料连接，并且另一方面与主体28的塑料连接。必要时可使用增附剂，也称为引物。当需要时，将第一增附剂涂布到主体28的环绕的侧壁30上，将第二增附剂涂布到凹部24的内壁上。然后使用相匹配的胶粘剂26。
胶粘剂26优选通过浇注填充。在方法上，具有铺路石顶侧54的铺路石向下放置到平坦的覆盖层上，将发光元件22插入到凹部24中，并且然后从在稍后的安装位置中是下方的上方填充可浇注的胶粘剂26。在一定的时间之后，特别是在尽可能短的时间内，该胶粘剂变硬。
但是也可以将确切地说是糊状的、浆状的材料用作胶粘剂26，并且例如用铲子引入到凹部24中。接着，将发光元件22塞入到该胶粘剂中，在光出射面32的区域中将凸出的胶粘剂在其硬化之前铲除。在这种方法中有利的是，将凹部24在底侧56处以任何方式封闭。反正，这在铺设铺路石时已经是这种情况。在将该凹部24引入到墙壁中时，大部分也是这种情况。必要时，能够利用适当机构将凹部24在底侧56处封闭。
本发明的显著的优点在于，发光元件22能够在任意安装位置中引入到凹部24中。
已证实为有利的是，胶粘剂26具有比塑料的折射率大至少0.5、优选大至少1的光学折射率，即例如浇注树脂的折射率。这样，实现了全反射，并且大量的光通过光出射面32发出。
胶粘剂26优选具有比主体28的浇注树脂的硬度和石体20的材料的硬度明显更小的硬度，特别地，胶粘剂26具有小于90且大于25的、特别是小于80大于30的肖氏A硬度。
现在接下来说明图4的实施例。在这里，石体20由塑料构成。可以使用主体28的塑料材料，但是也可以使用其它的例如更便宜的塑料。如在第一实施例中那样制成凹部24。如在第一实施例中，将发光元件22引入到凹部24中。再通过胶粘剂26实现连接。
额外地，根据图4的第二实施例具有底层62。该底层由具有所期望的、特别是统一着色的材料的层构成，所述材料尤其是白色的。特别是该底层62由小的、白色的石头例如以1mm-3mm的颗粒带的形式构成。也可以使用白色粉末，如在根据图5的第三实施例中的情况。关键的是，底层62具有有规律的结构和颜色，一块发光铺路石与另一块发光铺路石的结构和颜色基本上也没有区别，优选与常规的铺路石也不是非常不同。
该底层62具有两个关键的优点。一方面，该底层作用为将向下的光再向上引导、特别是散射的反射机构。另一方面，当石体20为透明的且优选为玻璃般透明时，该底层形成限定的基面。由此，在从上方看向铺路石上时所具有的审美印象不由底部结构的偶然的实际情况确定，而是总由底层62确定。在第一实施例中，石体20是不透明的，在该实施例中不应用底层62。
在根据图5的第三实施例中不使用独立的发光元件22，而是发光元件22和石体20形成一个单元。优选使用在前两个实施例中形成主体28的塑料作为用于石体20的材料。在第三实施例中，不使用胶粘剂26。基本上制造如下发光元件22，而该发光元件在此具有整个铺路石的尺寸，并且不再铺设成用于插入到凹部24中。在第三实施例中也设置有底层62，该底层在此由细小的、粉状的白色的粉尘构成。该底层62也能够以与周围的铺路石的材料相同的颜色构成。由此，根据第三实施例的自发光铺路石在视觉上不再重要，并且变得与周围的常规的铺路石相似。

Claims (25)

1.呈人造石或者天然石形式的发光的铺路石，具有自给自足的发光元件(22)，其中，所述铺路石具有至少一个发光元件(22)和石体(20)，所述石体(20)具有顶侧(54)和底侧(56)，所述石体(20)具有至少一个凹部(24)，所述凹部(24)从顶侧(54)延伸至底侧(56)，并且构造成用于容纳发光元件(22)，所述发光元件(22)以少量的、不同的、标准化的构造形式存在，由环绕的侧壁界定，并且具有电气组件(36)，特别是具有光伏电池(38)、电荷储存器(40)、控制装置(42)以及发光机构(44)，所述发光元件(22)具有不比所述凹部(24)的在顶侧(54)和底侧(56)之间所测量的深度更长的长度，所述凹部(24)具有孔壁，并且在孔壁与侧壁之间形成有环绕的间隙(58)，胶粘剂(26)处在所述间隙中。
2.根据权利要求1所述的铺路石，其特征在于，所述石体(20)由下列材料中的至少一种构成：混凝土、天然石、塑料。
3.根据权利要求1或2所述的铺路石，其特征在于，环绕的所述间隙(58)的厚度为最少1mm且最高10mm，特别是在二毫米和五毫米之间。
4.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，环绕的所述间隙(58)在各处具有恒定的尺寸，并且与所述恒定尺寸的偏差小于20％，特别是小于10％。
5.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)具有比所述凹部(24)的深度更短的长度。
6.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)是弹性体，特别是硅酮。
7.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)是透光的。
8.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，设置有用于在胶粘剂(26)与发光元件(22)和/或孔壁之间的接触的增附剂。
9.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)具有柱状的形状，并且优选具有圆形的、正方形的或呈矩形的底面。
10.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)具有透光的、优选透明的浇注树脂，所述浇注树脂形成所述发光元件(22)的所有表面，并且所述电气组件(36)嵌入到所述浇注树脂中。
11.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)在其硬化之前是能浇注的。
12.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)具有比所述浇注树脂的光学折射率大至少0.5、特别是大至少1的光学折射率。
13.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)具有比所述浇注树脂的硬度和所述石体(20)的材料硬度明显更小的硬度，特别地，所述胶粘剂(26)具有小于90且大于25的、特别是小于80且大于30的肖氏A硬度。
14.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，在所述发光元件(22)中，所述电气组件与所述发光元件(22)的顶面的距离小于8cm、优选小于6cm且尤其小于4cm。
15.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)以预先规定的、不同的长度例如以12cm、10cm和8cm的长度分别减去10％地匹配于通常的石体(20)的所述凹部(24)的深度，或者所述发光元件(22)具有比所述凹部(24)的深度更大的长度，并且在背对所述发光元件的顶面的端部区域处被锯掉并缩短到所述凹部(24)的深度。
16.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述胶粘剂(26)的上边缘不比所述发光元件(22)的顶面更低。
17.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，当所述胶粘剂(26)注入到所述间隙(58)中时，所述发光元件(22)的所述顶面位于下部。
18.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)的标准化实施方案中的至少一个具有圆柱形形状。
19.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，在机械静负荷的情况下，所述发光元件(22)相对于所述石体(20)向下压缩至少1mm。
20.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述发光元件(22)具有最多三种不同的标准化的构造。
21.尤其用于根据前述权利要求1至20之一所述的铺路石的发光元件(22)，其特征在于，所述发光元件(22)具有柱状的、优选圆柱形的、由透明的塑料制成的主体(28)，所述塑料形成了所述主体(28)的所有表面，所述主体(28)以不同的、标准化的实施方案存在，所述发光元件(22)具有电气组件(36)，属于所述电气组件(36)的有光伏电池(38)、电荷存储器(40)、控制装置(42)和发光机构(44)，并且这些电气组件嵌入在所述主体(28)中。
22.根据权利要求21所述的发光元件(22)，其特征在于，所述发光元件具有光出射面(32)，并且所述光出射面(32)与嵌入的所述电气组件，特别是与所述光伏电池(38)的距离小于10mm，优选小于5mm。
23.根据权利要求21或22所述的具有自给自足的发光元件(22)的呈人造石形式的发光石块，其中，所述石块具有至少一个发光元件(22)和石体(20)，所述石体(20)具有顶侧(54)和底侧(56)，所述石体(20)具有至少一个凹部(24)，所述凹部从顶侧(54)延伸至底侧(56)，并且构造成用于容纳发光元件(22)，所述发光元件(22)具有不比所述凹部(24)的在顶侧(54)和底侧(56)之间所测量的深度更长的长度，所述凹部(24)具有孔壁，并且在孔壁和发光元件(22)之间形成有环绕的间隙(58)，胶粘剂(26)处在所述间隙中。
24.具有自给自足的发光元件(22)的呈人造石形式的发光石块，其中，所述发光石块具有至少一个发光元件(22)和石体(20)，所述石体(20)具有顶侧(54)和底侧(56)，并且至少一个发光元件(22)嵌入到所述石体(20)中，所述发光元件(22)具有电气组件(36)，特别是光伏电池(38)、电荷储存器(40)、控制装置(42)以及发光机构(44)，并且所述石块由透明的塑料特别是聚碳酸酯制成。
25.根据前述权利要求之一所述的铺路石，其特征在于，所述铺路石具有底层(56)，所述底层位于所述底侧的下方，并且至少局部地通过均匀的、特别是白色的层构成，优选通过由白色石块组成的层构成。
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