DE102004056169A1 - Anordnung zur Integration von lichtemittierenden Dioden in Bauwerksflächen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Integration von lichtemittierenden Dioden in Bauwerksflächen, vorzugsweise wichtigen öffentlichen Bereichen, vorzugsweise in einer endlosen Anordnung. Aufgabe der Erfindung war, es einen Leuchtenaufbau mittels LED zu schaffen, der eine Anpassung an die Einbauverhältnisse ermöglicht und eine nahezu unendliche Ausführungslänge ermöglicht. Die Aufgabe wird gelöst, indem eine Vielzahl von Diodenplatinen mit einem Stromzuführungskabel und auf diesem beabstandet zueinander bekanntermaßen verbunden sind, diese Diodenplatinen mit dem sie verbindenden Stromzuführungskabel in ein mindestens zur Lichtaustrittsfläche hin lichtdurchlässiges Kunststoffprofil eingeschoben sind, das Kunststoffprofil auf seiner Unterseite und der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegend eine reflektierende Beschichtung aufweist, das Kunststoffprofil in einen umhüllenden statisch stabilen ebenso mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässigen Körper eingebettet ist, der in seiner äußeren Form einer Aussparung in der zu markierenden Bauwerksfläche angepasst ist (Fig. 1).

Description

• Die Erfindung betrifft die Integration von lichtemittierenden Dioden in Bauwerksflächen, vorzugsweise wichtigen öffentlichen Bereichen, wie das beispielsweise bei Markierungen auf Strassen und Autobahnen, auf Flugplätzen, in Schwimmbädern, auf Fassaden und dergleichen erwünscht und/oder notwendig ist.
• Besteht das Bedürfnis, erleuchtbare Markierungen in Bauwerksteile mit geringem kostenseitigen Aufwand und grösserer Helligkeit zu integrieren, werden sehr häufig fertige Leuchten mit integrierten lichtemittierenden Dioden eingebaut, wie sie beispielsweise in der Internetpräsentation einer Firma We-ef enthalten sind und beispielhaft unter der Typenbezeichnung ETR 159 angeboten werden. Diese Leuchten bestehen aus einem wasserdichten, im wesentlichen rechteckigen oder runden Gehäuse, das je nach Abmessungen zusätzliche bauseitige Aufwendungen bis hin zu Gründungsmassnahmen erfordert. Die Ausführung derartiger Leuchten ist endlich und bei grösseren Längen erleuchteter Markierungen ist eine hinreichende Vielzahl von Leuchten entsprechend dem gewünschten Verlauf derartiger Markierungen auszubilden. Bei Reparaturen oder gar Zerstörungen ist die Leuchte unter Umständen komplett zu wechseln. Die Aufwendungen für die Installation derartiger Leuchten sind erheblich.
• Als Bodenmarkierung wurde bereits vorgeschlagen, ziegelförmige Bausteine aus Kunststoff auszuführen, die zum Zweck einer elektrischen Installation hohl ausgeführt sind und bei denen eine Seitenfläche lichtdurchlässig und demontagefähig ausgebildet ist. Als Beleuchtung werden herkömmliche Leuchtmittel mit üblicher Netzspannung betrieben eingesetzt.
• Hierbei handelt es sich um Baueinheiten, die für geringere beleuchtungstechnische Ansprüche und vorzugsweise im Hausgebrauch nachrüstbar sind. Problematisch ist der Schutz gegen eindringende Nässe.
• Nach einer Firmenschrift der Fa. Kiss, D 58455 Witten, wird vorgeschlagen, zu Markierungszwecken lichtdurchlässige, aus Kunststoff gefertigte Bausteine, in die lichtmettierende Dioden eingegossen sind, in Bauwerksflächen einzulegen, wobei die Dimension der Bausteine dem umgebenden Sortiment angepasst ist und bei einem Defekt des Systems der Baustein gewechselt werden muss.
• Bei allen bisher benannten Bauweisen bedingt die vorhandene Ausgestaltung der Leuchteneinheit die Anpassung der Bauausführung und bei grösseren Ausführungslängen eine Multiplizierung des Aufwandes für den Einbau einer Leuchte.
• Nach der DE-OS 10 2004 005 371 A1 wird deshalb vorgeschlagen, einen Bahnsteig so auszurüsten, dass in die Betonfertigteile, aus denen der Bahnsteig besteht, Aussparungen eingebracht sind oder vor Ort eingebracht werden. In diese Aussparungen werden handelsübliche Leuchten, bei denen als Leuchtmittel LEDs verwendet sind, oder Leuchtdiodenbänder in U-färmige aus Kunststoff gefertigte Wannen eingebracht und diese eingeklebt und anderweitig ortsfest verlegt. Die Leuchteneinheiten sind in ihrer Baulänge an den Abmessungen der Betonteile orientiert und zur Erreichung grösserer Längen durch Verbindungselemente untereinander gekoppelt. Das kann ebenfalls eine Vielzahl von Punktleuchten sein. Eine Abdeckung erfolgt durch nicht näher beschriebene und verklebte Laufplatten.
• Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Leuchtenaufbau unter Verwendung von lichtemittierenden Dioden zu schaffen, der zum einen reparaturfreundlich ist und bei dem eine Anpassung der Leuchteneinheit an die Einbauverhältnisse ge geben ist, sodass sich neue Einsatzmöglichkeiten durch einfache Veränderung der Form und/oder einer nahezu unendlichen Ausführungslänge für derartige Leuchten ergeben.
• Die Aufgabe wird gelöst durch eine Anordnung gemäss Patentanspruch 1, wobei auf die Lichtaustrittsfläche eine Verschleissschutzschicht aufgebracht werden kann.
• Als Kunststoffprofil wird vorzugsweise Polyäthylenschlauch verwendet, der lichtdurchlässig ausgeführt ist und der ebenso vorzugsweise eine Verstärkungseinlage zur Erhöhung seiner statischen Stabilität aufweisen kann. Das ist üblicherweise eine spiralartig ausgeführte und in die Wandung integrierte Stahleinlage.
• Das verwendete lichtdurchlässige Kunststoffprofil ist regelmässig klar lichtdurchlässig ausgeführt, kann aber ebenso in Fällen, wo eine bestimmte Lichtfarbe vorbestimmtist, bereits eingefärbt sein.
• Die vorgesehene reflektierende Beschichtung mit der Wirkung eines Hohlspiegels kann auf der dem vorgesehenen Lichtaustritt gegenüberliegenden unteren Aussenseite oder der unteren Innenseite angebracht sein. Dabei kann es sich beispielhaft um eine reflektierende Folie oder eine hochglänzende Aluminiumschale handeln. Es kann aber ebenso ein Anstrich verwendet sein, der nach seinem Trocknen reflektierende Eigenschaften aufweist.
• Eine weitere vorgeschlagene Variation sieht vor, den statisch stabilen lichtdurchlässigen Körper aus einem ausgehärteten, im Verarbeitungszustand giessfähigen Polyesterharz bestehend auszuführen. Der Vorteil besteht darin, dass bei eingefrästen Aussparungen in die zu verändernden Bauwerksteile alle Toleranzen ausgeglichen werden und ein Verkleben mit diesen gegeben ist.
• Werden vorbestimmte Aussparungen oder solche Aussparungen, die sich Bodenunebenheiten anpassen müssen oder die sich gar in Fassaden befinden, ausgerüstet, kann es vorteilhaft sein, den statisch stabilen lichtdurchlässigen Körper aus einem vorgefertigten flexiblen Kunststoff bestehend auszuführen. Dabei handelt es sich in den meisten Fällen um einen flexibel eingestellten Kunststoff auf PUR-Basis.
• Wird ein vorgefertigter statisch stabiler mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässiger Körper verwendet, kann dieser ebenfalls in seiner Längsrichtung verlaufend und quer zu seiner Breite mehrteilig ausgeführt sein. Wird hierbei eine Ober- und eine getrennte Unterschale verwendet, kann die Unterschale ebenfalls aus einem untergeordnetem Material, beispielsweise aus Ortbeton, gefertigt worden sein.
• Damit sich die Diodenplatinen im Kunststoffprofil nicht verdrehen können und die lichtabgebende Seite stets zur Lichtaustrittsseite hin zeigt, können diese fixiert sein. Die Erfindung sieht zur Verwirklichung dieser Zielstellung vor, dass das Kunststoffprofil deshalb in Längsrichtung verlaufend auf seiner Innenseite Nuten aufweist, zwischen die die Diodenplatinen eingeschoben werden. Es ist ebenso möglich, ein auf einer Spitze fixiertes quadratisches Kunststoffprofil einzusetzen und die Diodenplatinen masslich so auszuführen, dass diese in ihrer Breite nahezu dem inneren Diagonalmass entsprechend ausgeführt sind. Damit wird ebenso ein Verdrehen der Diodenplatinen im Kunststoffprofil verhindert.
• Eine Abnutzung auf der Lichtaustrittsseite des mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässigen Körpers könnte statische Probleme verursachen. Ebenso würden sich Kratzer zu Lasten der Beleuchtungsstärke auswirken. Die Erfindung sieht deshalb vor, dass die Lichtaustrittsseite des lichtdurchlässigen Körpers eine Verschleissschutzschicht trägt. Diese besteht vorzugsweise aus einem Gemisch von Glaskugeln und einem, beispielsweise mittels eines Heissluftgebläses, aufschmelzbaren Kohlenwasserstoff-Harz. Damit wird die Oberfläche des lichtdurchlässigen Körpers festigkeitsmässig stabilisiert, ohne dass eine Beeinträchtigung der Lichtstärke eintritt. Es ist ebenso möglich, der Grundmischung vor deren Verarbeitung weitere die Rauhigkeit erhöhende Streuelemente zuzumischen, damit beispielsweise bei starkem Personenverkehr für diesen eine Gefährdung durch Rutschgefahr nicht gegeben ist.
• Die Glaskugeln werden vorzugsweise in Durchmesserbereichen zwischen 1 und 2,5 mm Durchmesser eingesetzt, wobei sich eine Mischung von 8 Teilen Glaskugeln sowie 2 Teilen Harz als zweckmässig erwiesen hat.
• Es ist des weiteren möglich, die Diodenplatinen so auszuführen, dass diese mit farbig unterschiedlichen einzeln ansteuerbaren Dioden ausgeführt sind. Ebenso können solche Varianten zweckmässig sein, bei denen die Dioden einer Diodenplatine in einer Farbe und die Diodenplatinen farbig unterschiedlich ansteuerbar sortiert eingebaut sind.
• Da der Stromverbrauch durch die verwendeten Dioden gering ist, bietet es sich an, ebenso fernab einer durch Kabel möglichen hinreichenden autarken Stromzuführung die Anordnung stromversorgungsseitig mit einer Speichereinheit zu verbinden, die mindestens zeitweilig von photovoltaischen Elementen gespeist ausgeführt ist.
• Es ist zweckmässig, wenigstens die mit Lichtaustritt versehenen Elemente UV-resistent auszuführen.
• Mit Hilfe der erfindungsgemässen Lösung ist es möglich, in allen Bauwerksflächen hinreichender Festigkeit nachträglich nach Einbringen entsprechender Aussparungen Beleuchtungseinrichtungen mit hohem energetischem Wirkungsgrad zu integrieren. Dabei ist es unerheblich, ob die Aussparungen nachträglich, beispielsweise durch Trennschleifen oder Ausfräsen, oder von vornherein eingebracht sind. Die erfindungsgemässe Anordnung kann bezogen auf ihre Längsausdehnung im wesentlichen planparallel und nahezu unendlich ausgeführt sein, also in Form eines gleichmässig breiten unendlichen Lichtbandes. Es ist ebenso möglich, beispielsweise in eine Strasse, andere Formen einer beleuchteten Markierung, beispielsweise in Form eines Pfeiles, einzubringen, ohne dass die Notwendigkeit zu grundsätzlichen technologischen Veränderungen besteht. Ebenso ist das Einbringen einer derartigen Anordnung beispielsweise in einem Schwimmbecken über dessen gesamte Breite möglich, indem die erfindungsgemässe Anordnung in eine Nut im Boden eingelassen ist und das für die Dioden notwendige Vorschaltgerät ausserhalb des Beckens angeordnet ist. Abgesehen davon, dass ein Wechsel der Farbe des erzeugten Lichtes ohne weiteres möglich ist, ist die erfindungsgemässe Anordnung gleichermassen für die Ausrüstung von Flugplätzen, Bahnhöfen, Verkehrshöfen und dergleichen öffentlichen Bauten bedeutsam, weil sie nicht nur wasserdicht, sondern ebenso befahr- und begehbar ist. Durch das Einschieben der miteinander verbundenen Diodenplatinen in ein Kunststoffprofil ist in den meisten Fällen einer Längsausdehnung ebenfalls die Reparatur einer Diodenplatine, wenn erforderlich, bei Verringerung bisher bekannter Aufwendungen möglich. Das Verwenden von im Verarbeitungszustand giessfähigen Kunststoffen führt dazu, dass eine innige Bindung beispielsweise zum umgebenden Asphalt entsteht. Das nachträgliche Aufbringen einer Verschleissschutzschicht, wie erwähnt, führt zum Versiegeln der Oberfläche. Ist eine hinreichende Überdeckung des Kunststoffprofils gegeben, ist selbst schwerer Fahrverkehr ohne Beeinträchtigung der Anordnung möglich. Das Aufbringen einer insbesondere aus Glaskugeln bestehenden Verschleisschutzschicht hat sich ebenfalls als be leuchtungstechnisch vorteilhaft erwiesen. Ebenso kann durch den erfindungsgemässen Aufbau der vorgeschlagenen Anordnung bei einem Untergrund mit unterschiedlichem Höhenniveau reagiert werden, ohne dass sich negative Auswirkungen für die Ausbildung und/oder die Funktion ergeben.
• Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
• In der zugehörigen Zeichnung zeigt
• 1 den Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Anordnung gemäss Ausführungsbeipiel I,
• 2 den Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Anordnung mit lichtdurchlässigem Körper, der quer zu seiner axialen Ausdehnung und in dieser verlaufend zweiteilig ausgeführt ist.
• I.
• Aufgabe war es, in die Oberfläche der Zuwegung zu einem stark befahrenen Hotelparkplatz einen erleuchteten Pfeil von 1 m Länge und über die Enden der Pfeilung gemessen von 0,4 m Breite zu integrieren, damit insbesondere den Hotelgästen, die erstmalig das Hotel mit ihrem Fahrzeug besuchen, der zutreffende Weg zum Abstellen ihres Fahrzeuges richtig gewiesen wird.
• Zu diesem Zweck werden mit einer Diamanttrennscheibe die Umrisse des gewünschten Pfeiles in die vorhandene asphaltierte Strasse als Bauwerksfläche 1 geschnitten. Der Innenteil wird auf eine Tiefe von 10 cm ausgehoben.
• Anschliessend wird das mit Diodenplatinen 2 besetzte und sie verbindende Stromzuführungskabel 3 in ein als glasklarer Polyäthylenschlauch ausgeführtes zur Lichtaustrittsfläche hin durchlässiges Kunststoffprofil 4 hineingezogen. Das Kunststoffprofil 4 weist als Verstärkungseinlage eine spiralförmige Armierung auf, besitzt mittig auf seiner Innenseite Nuten 8 zur horizontalen Sicherung der Diodenplatinen 2 und weist ein als reflektierende Beschichtung auf die vorgesehene Unterseite des Kunststoffprofils 4 aufgebrachtes hochglänzendes Aluminiumband auf. Im weiteren wird es mittig in der in der Bauwerksfläche 1 hergestellten Aussparung arretiert. Dieses Arretieren kann über kleine Kunststoffbeilagen erfolgen.
• Nach Herstellen des elektrischen Anschlusses für die Diodenplatinen 2 wird die Aussparung in der Bauwerksfläche 1 mittels eines als lichtdurchlässiger Körper 6 wirkenden aushärtbaren giessfähigen Polyesterharzes bis etwa 5 mm unter das Niveau des Strassenbelages reichend vergossen. Nach Erreichen einer hinreichenden Stabilität der Oberfläche wird auf diese mittels eines Heissluftgebläses als Verschleissschutzschicht 7 eine Schicht eines Gemisches aus Glaskugeln mit 2 mm Durchmesser und eines aufschmelzbaren Kohlenwasserstoffharzes aufgebracht, dem Niveau der Zuwegung angeglichen und die Oberfläche geglättet.
• Nach Eintreten der endgültigen Stabilität des aushärtbaren giessfähigen Polyesterharzes einschliesslich der Verschleissschutzschicht ist die hergestellte Orientierungseinrichtung gebrauchsfertig.
• II.
• Es ist vorgesehen, als Leiteinrichtung in einer Garagenzufahrt ein Lichtband in die Zuwegung zu integrieren. Deshalb wird ein möglichst gleichmässiger Kanal von 10 cm Breite in die als Bauwerksfläche 1 dienende Zuwegung eingebracht.
• Im weiteren wird eine Einlage vorbereitet, die aus Diodenplatinen 2, Stromzuführungskabel 3, einem als reflektierende Beschichtung 5 wirkenden Folienband sowie als zur Lichtaustrittsfläche hin lichtdurchlässigem Kunststoffprofil 4 dienendes klares Vierkantprofil vorbereitet. Die Breite der Diodenplatinen 2 ist geringfügig kleiner als die Länge der inneren Diagonale des Vierkantprofils. Auf den Grund der Aussparung und deren gesamte Länge wird eine Schicht eines fliessfähigen Betons 9 eingebracht und die Einlage so eingedrückt, dass sich die Kante des Vierkantprofils, die der vorgesehenen Lichtaustrittsfläche gegenüber liegt, im Beton 9 befindet. Die Lichtaustrittsfläche zeigt dabei nach oben. Es wurde weiterhin darauf geachtet, dass der Beton 9 höhenmässig bis zur Mitte der Einlage reicht. Im weiteren wird als lichtdurchlässiger Körper 6 ein flexibles klares Kunststoffprofil aufgelegt, das auf seiner Unterseite eine auf die äussere Gestaltung abgestimmte Aussparung aufweist.
• Die Aussparung in der Bauwerksfläche 1 ist hinsichtlich ihrer Tiefe so bemessen, dass nach Auflegen des flexiblen klaren Kunststoffprofils noch eine Verschleissschutzschicht 7, wie bekannt, aufgebracht werden kann.
• Nach Erreichen der Endfestigkeit der verwendeten Komponenten ist die Leiteinrichtung gebrauchsfertig.

1

Bauwerksfläche

2

Diodenplatine

3

Stromzuführungskabel

4

zur Lichtaustrittsfläche hin lichtdurchlässiges Kunststoffprofil

5

reflektierende Beschichtung

6

lichtdurchlässiger Körper

7

Verschleissschutzschicht

8

Verstärkungseinlage

9

Nuten

10

Beton

Claims (20)

1. Anordnung zur Integration von lichtemittierenden Dioden in eine Bauwerksfläche (1), bei der eine Vielzahl von Diodenplatinen (2) auf einem Stromzuführungskabel (3) angeordnet und mit diesem bekanntermassen verbunden sind, diese Diodenplatinen (2) mit dem sie verbindenden Stromzuführungskabel in ein mindestens zur Lichtaustrittsfläche hin lichtdurchlässiges Kunststoffprofil (4) eingeschoben sind, das Kunststoffprofil (4) auf seiner Unterseite und der Lichtaustrittsfläche gegenüberliegend eine reflektierende Beschichtung (5) aufweist, das Kunststoffprofil (4) in einen umhüllenden statisch stabilen ebenso mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässigen Körper (6) eingebettet ist, der in seiner äusseren Form einer Aussparung in der zu markierenden Bauwerksfläche (1) angepasst ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der auf der Lichtaustrittsseite des lichtdurchlässigen Körpers (6) und der auf der die Bauwerksfläche (1) ergänzenden Fläche eine Verschleissschutzschicht (7) ausgebildet ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei der das Kunststoffprofil (4) Polyäthylenschlauch ist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Kunststoffprofil (4) klar lichtdurchlässig ausgeführt ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Kunststoffprofil (4) farbig lichtdurchlässig eingefärbt ausgeführt ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das Kunststoffprofil (4) durch eine Verstärkungseinlage (8) statisch stabil ausgeführt ist.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die reflektierende Beschichtung (5) auf die untere Aussenseite des Kunststoffprofils (4) aufgebracht ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die reflektierende Beschichtung (5) auf die untere Innenseite des Kunststoffprofils (4) aufgebracht ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der statisch stabile lichtdurchlässige Körper (6) aus einem ausgehärteteten giessfähigen Polyesterharz bestehend ausgeführt ist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei der der statisch stabile lichtdurchlässige Körper (6) aus einem flexiblen Kunststoff bestehend ausgeführt ist.
11. Anordnung nach Anspruch 10, bei der der flexible Kunststoff als flexibel eingestellter Kunststoff auf PUR-Basis ausgeführt ist.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei der der statisch stabile mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässige Körper (6) quer zu seiner axialen Ausdehnung und in dieser verlaufend mehrteilig ausgeführt ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, bei der der untere der Lichtaustrittsseite gegenüberliegende Teil des statisch stabilen mindestens zur Lichtaustrittsseite hin lichtdurchlässigen Körpers (6) aus Beton (9) bestehend ausgeführt ist.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, bei der das Kunststoffprofil (4) zur horizontalen Arretierung der Diodenplatinen (2) innen und in axialer Richtung verlaufend seitliche Nuten (8) aufweisend ausgeführt ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei der die Verschleissschutzschicht (7) aus einem Gemisch von Glaskugeln und einem aufschmelzbaren Kohelwasserstoff-Harz bestehend ausgeführt ist.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei der der die Verschleissschutzschicht (7) bildende Ausgangsmasse vor der Verarbeitung weitere die Rauhigkeit erhöhende Streuelemente zugemischt sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Diodenplatinen (2) mit farblich unterschiedlichen einzeln ansteuerbaren Dioden ausgeführt sind.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, bei der die Dioden einer Diodenplatine (2) in einer Farbe und die Diodenplatinen (2) farblich unterschiedlich ansteuerbar sortiert eingebaut sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, die stromversorgungsseitig mit einer Speichereinheit verbunden ist, die mindestens zeitweilig von photovoltaischen Elementen gespeist ausgeführt ist.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, bei der die verwendeten Einsatzsstoffe UV-resistent ausgewählt sind.