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Fahrradlichtanlagen und Leuchten, insbesondere für Fahrradlichtanlagen.
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Die Erfindung betrifft Fahrradlichtanlagen und Leuchten, insbesondere
für Fahrradlichtanlagen und hat die Aufgabe, die Lichtanlagen von Fahrrädern auf
einen neuen Stand zu bringcn. welcher den heutigen Erfordernissen eines lebhaften
Straßenverkehrs gerecht wird und den Schutz des Radfahrers bei Dunkelheit, Dämmerung,
Nebel oder dichtem Regen erhöht.
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Die bisherigen Fahrradlichtanlagen auf der Welt bestehen in der Regel
aus einem von der Mantelfläche des Reifens angetriebenen kleinen Generator, einer
nach vorne in die Fahrtrichtung gerichteten Frontleuchte (in der Regel als Scheinwerfer
ausgebildet) und einer nach hinten entgegengesetzt zur Fahrtrichtung leuchtenden
roten Schlußleuchte, welche von dem oben erwähnten Generator dann mit Strom versorgt
werden, wenn das Fahrrad sich bewegt. Dies ist ein entscheidender Nachteil der derzeit
üblichen Fahrradlichtanlagen, da besonders in kritischen Situationen die zum Schutz
des Radfahrers unbedingt notwendige Signalwirkung der Beleuchtung an andere Verkehrsteilnehmer
ausfällt, nämlich dann, wenn der Radfahrer auf Grund einer kritischen Situation
abbremsen muß oder zum nach Beispiel. wenn er links abbiegen will, sich dazu zur
Straßenmitte einordmuß nen und wegen entgegenkommenden Verkehrs dann auf der Straßenmitte
anhalten muß. Diese Situation ist ganz besonders gefährlich, da der Radfahrer ja
nur zum Halten gezwungen wird, weil Gegenverkehr entgegenkommt und dieser Gegenverkehr
selbstverständlich eine Blendwirkung auf den sich von hinten dem Radfahrer nähernden
Verkehr ausübt. Ausgerechnet in dieser kritischen Situation ist der Radfahrer durch
Ausfall der Beleuchtungsanlage nicht geschützt. Dabei ist es so, daß in der Praxis
ein Radfahrer bei einem Zusammenprall mit einem anderen Fahrzeug an Leben und Gesundheit
viel stärker gefährdet ist, als ein Autofahrer bei einem vergleichbaren Aufprall,
da das den Autofahrer umgebende Fahrzeug noch eine Schutzzone darstellt, welche
beim Fahrrad nicht vorhanden ist.
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Während jedoch die Beleuchtungsanlagen von Kraftfahrzeugen in den
letzten Jahren laufend verbessert wurden, hat es bei Beleuchtungsanlagen für Fahrräder
lange Zeit hindurch keine grundlegenden Neuerungen gegeben.
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Erst durch die österreichischen Patentanmeldungen 11 A 7916/76 "Leuchte,
insbesondere Rück-, Sicherungs- oder Signalleuchte" und die österreichische Patentanmeldung
11 A 586/77 des Anmelders wurden neue,energiesparende Wege für die Fahrradbeleuchtung
aufgezeigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es die Sicherheit des Radfahrers, bei Ausfall
einer Leuchte oder bei Stillstand des Generators, zu erhöhen. Zur Lösung dieser
Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Batterie betriebene Zusatzleuchte
der eventuell ausfallenden Leuchte zuzuordnen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung
ist es, daß auch ein Laie jederzeit den Ladezustand der Batterien einer solchen
Zusatzleuchte überprüfen kann, da die Spannung einer solchen Batterie bekanntlich
während ihres Gebrauches langsam absinkt und der Radfahrer nicht beurteilen kann,
wann die Batterie noch genug Energie liefert, daß seine Leuchte mit ausreichender
Helligkeit sichtbar bleibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, den Radfahrer
in die Lage zu versetzen, bei stehendem Fahrrad alle Leuchten seines Fahrrads auf
ihre Funktionsfähigkeit zu überprüfen. Bisher war dies nur möglich, wenn der Generator
des Fahrrads angetrieben wurde, das heißt bei fahrenden Fahrrad, wobei eine Kontrolle
der Schlußleuchte sehr schwierig war.
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Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Fahrradlichtanlage
mit mindestens einer Frontleuchte und mindestens einer Schlußleuchte sowie einem
mindestens eine der Leuchten betreibenden Generator, der wahlweise an sein Antriebs
element anliegt beziehungsweise angekoppelt ist (Arbeitsstellung) oder nicht anliegt
beziehungsweise abgekoppelt ist (Ruhestellung), welche dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Lichtanlage mindestens eine Leuchte aufweist, welche von einer Batterie
betrieben ist, daß die Batterie zum Prüfen ihres Ladezustandes an alle Leuchten
der Fahrradlichtanlage anschließbar ist und daß die
elektrischen
Daten der Batterie betriebenen Leuchte sich von denen der übrigen Lichtanlage derart
unterscheiden, daß beim Anschließen aller Leuchten der Lichtanlage an die Batterie
deren Spannung (bis auf eine kleine Restspannung) zusammenbricht, wenn ihr Ladezustand
einen Sollwert unterschreitet.
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Bei Versuchen hat es sich herausgestellt, daß bei einer Batterie
betriebenen Zusatzleuchte, welche zum Beispiel mit zwei Monozellen R 20 betrieben
wird und welche mit einer Glühlampe ausgerüstet ist, welche bei 2, 0 Volt 85 Milliampere
aufnimmt, bei einem Zuschalten der übrigen Leuchten der Fahrradlichtanlage an die
Batterie bei einer Batteriespannung von 3, 0 Volt diese nur auf einen Wert von 2,
8 Volt abnimmt, das heißt, um 0, 2 Volt. Dies bewirkt, daß in dieser Teststellung
alle Glühwendeln der verschiedenen Leuchten der Fahrradlichtanlage mit gelblichem
Licht brennen und der Radfahrer so die Funktionsfähigkeit aller Leuchten überprüfen
kann. Außerdem zeigt ihm das Brennen der übrigen Leuchten an, daß die Kapazität
der Batterie noch so groß ist, daß er ohne weiteres eine längere Fahrt antreten
kann. Die kritische Grenze für die hier erwähnte Batterie betriebene Leuchte mit
ihren Helligkeitswerten liegt bei etwa 1, 6 bis 1, 8 Volt. Ist nun die Kapazität
der Batterie so weit erschöpft, daß dieser Wert erreicht wird und die Anlage wird
auf Test geschaltet, dann bricht die Spannung der Batterie schlagartig von zum Beispiel
1, 7 Volt auf 0, 8 Volt, also weniger als die Hälfte, zusammen und die auf 6 Volt
ausgelegten Generator betriebenen Leuchten geben kein Licht mehr ab, wodurch auch
der Laie sofort erkennen kann, daß die Kapazität der Batterien erschöpft ist, obwohl
es für ihn den Anschein hatte, daß die Batterie betriebene Leuchte noch mit einer
ausreichenden Helligkeit brannte als die Anlage noch nicht auf Test geschaltet war.
Auf diese Art und Weise wird vermieden, daß der Radfahrer mit erschöpften Batterien
eine Fahrt antritt.
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Es ist deshalb bei einer solchen Fahrradlichtanlage von Vorteil, wenn
die Betriebsspannung der Batterie betriebenen Leuchte kleiner ist als die Nennspannung
des Generators, vorteilhaft etwa halb so groß, vorzugsweise kleiner als die Hälfte
der Nennspannung des Generators.
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Da die Spannung des Generators von seiner Drehzahl abhängig ist, und
diese je nach Geschwindigkeit des Fahrrads wechselt, und auch die Batterie betriebene
Leuchte mit ihren Spannungswerten vom Ladezustand der Batterie abhängig ist, ist
es hier sehr schwer eine genaue Formulierung zu geben, da immer nur eine Spannungskurve
und kein absolut exakter Spannungswert zum Vergleich herangezogen werden kann. Bei
einem 6 Volt Generator, bei dem während der Fahrt in einem Geschwindigskeitsbereich
zwischen 15 km pro Stunde und 30 km Ih die Spannung etwa zwischen 5, 7 und 7, 0
Volt liegt, erhält man bei einem Test die besten Ergebnisse, wenn die Spannung der
Batterie betriebenen Leuchte etwa zwischen 2 und 4, 8 V. liegt.
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Außerdem sollte bei einem solchen Test der Ohmsche Widerstand der
Batterie betriebenen Leuchte größer sein, vorteilhaft mindestens 50% größer sein,
als der Ohmsche Widerstand der Generator betriebenen Leuchte oder der gemeinsame
Ohmsche Widerstand der Generator betriebenen Leuchten.
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Ferner erhält man eine sehr klare Aussage bei dem Spannungstest, wenn
bei gleicher durch die Batterie ja vorgegebene Spannung der Stromdurchgang durch
die Generator betriebene Leuchte oder die Ge-Generator betriebenen Leuchten mindestens
doppelt so groß ist wie der Stromdurchgang durch die Batterie betriebene Leuchte.
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Die klarste Aussage bei einem solchen Test erhält man, wenn erfindungsgemäß
beim Prüfen des Ladezustandes der Batterie neben den Generator betriebenen Leuchten
auch mindestens eine Leuchtdiode
dem Batteriestromkreis zu geschaltet
wird. Bei einer solchen Leuchtdiode liegt die Durchbruchspannung in der Regel recht
eng begrenzt zwischen 1, 7 und 1, 9 Volt und der Radfahrer bekommt je nachdem, ob
eine solche Leuchtediode bei dem Test brennt oder nicht eine kladie Restkapazität
re Aussage über der Batterie. Bei Versuchen bei denen zum Beispiel die Batterie
betriebene Leuchte von ihrer bereits stark entleerten Batterie mit noch 2, 3 Volt
beliefert wurde (und so noch eine ausreichende Helligkeit hatte) ging die Spannung
beim Zuschalten der übrigen Leuchtenauf 1, 9 Volt zurück und die Leuchtdiode leuchtete
ganz klar. Als dann nach einigen weiteren Fahrten mit dem Fahrrad die Spannung auf
2, 0 Volt zurückgegangen war, sank die Spannung bei einem Zuschalten der übrigen
Leuchten auf einen Wert von 1, 5 Volt ab und die Leuchtdiode brannte nicht mehr.
Der Wert der Durchbruchspannung der Leuchtdiode kann falls notwendig durch vor Sc
halten einer Zehnerdiode erhöht werden.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, zu verhindern, daß durch
das Vorhandensein einer Batterie betriebenen Zu satzleuchte, zum Beispiel eines
nach vorne wirkenden Standlichtes,ein Radfahrer verleitet wird. nur mit einem solchen
Standlicht zu fahren. Bekannterweise bedeutet das Antreiben eines Fahrraddynamos
mit Muskelkraft eine zusätzliche körperliche Belastung des Radfahrers. Um dies zu
vermeiden, könnte er versucht sein, nur mit einem Batterie betriebenen Standlicht
zu fahren. Dies wäre aber ausgesprochen gefährlich, weil ja schon die Geschwindigkeit
eines Fußgängers ausreicht, um bei einem plötzlichen Zusammenprall des Kopfes eines
Fußgängers bei Dunkelheit mit einem nicht gesehenen Gegenstand sogar tödliche Verletzun
ZU verursach.
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setzungen kann daran ermessen, wieviel größer diese Gefahr bei einem
sich um ein vielfaches schneller bewegenden Radfahrer ist.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß in einer Fahrradlichtanlage
mit mindestens einer Frontleuchte und mindestens einer Schlußleuchte sowie einem
mindestens eine der Leuchten betreibenden Generator, der wahlweise an sein ßntriebselement
anliegt
beziehungsweise angekoppelt ist (Arbeitsstellung) oder
nicht anliegt beziehungsweise abgekoppelt ist (Ruhestellung), welche dadurch gekennzeichnet
ist, daß die Lichtanlage mindestens eine Batterie betriebene Leuchte aufweist, welche
nur bei Stellung des Generators in Arbeitsstellung an die Batterie anschließbar
oder angeschlossen ist.
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Vorteilhaft wird bei einer solchen Fahrradlichtanlage am Generator
oder an dessen Befestigungsteil ein Schalter so angeordnet, daß dieser Schalter
bei Stellung des Generators in Arbeitsstellung mindestens eine Batterie betriebene
Leuchte einschaltet, wogegen dieser Schalter bei Stellung des Generators in Ruhestellung
den Stromkreis zwischen Leuchte oder Leuchten und Batterie unterbricht.
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Es ist bereits in der Vergangenheit vorgeschlagen worden, Fahrradlichtanlagen
rr,it einem Spannungssensor auszurüsten und die gesamte Lichtanlage bei einem Absinken
der Generator spannung bei langsamer Fahrt oder Stillstand auf Batteriebetrieb umzuschalten.
Auch diese Lösung hat den Nachteil, daß der Radfahrer versucht sein könnte, bewußt
ein Absinken der Spannung dadurch hervorzurufen, daß er den Generator nicht in Arbeitsstellung
bringt und so die Fahrradlichtanlage immer auf Batteriebetrieb geschaltet ist. Bei
dem großen Strom verbrauch, insbesondere der Scheinwerferleuchte, würde die Beleuchtung
dann bereits nach kurzer Zeit nicht mehr für die Sicherheit des Radfahrers ausreichen.
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die Lösung dieser Awlíg«be besteht er lindungsgem.iM in einer I"ahrradlichtanlage
mit mindestens einer Frontleuchte und mindestens einer Schlußleuchte sowie mit einem
mindestens eine der Leuchten betreibenden Generator, der wahlweise an sein Antriebselement
anliegt beziehungsweise angekoppelt ist (Arbeitsstellung) oder nicht anliegt beziehungsweise
abgekoppelt ist (Ruhestellung) welche dadurc; Lekerlnzeichnet ist, daß die Lichtanlage
mindestens eine Batterie aufweist, welche solange an mindestens eine Leuchte angeschlossen
ist, wie einerseits der Generator in Arbeitsstellung steht und andererseits
die
von ihm gelieferte Spannung einen vorgegebenen Sollwert unterschreitet.
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Da der Stromverbrauch der von dem Fahrrad generator gespeisten Leuchten,
insbesondere der Frontleuchte, jedoch sehr groß ist, würde die Spannung einer Batterie
sehr schnell absinken, wenn diese Batterie bei einem Umschalten von c'eneratorstromversorgung
auf Batteriestromversorgung dieselben Leuchten speisen müßte, die sonst vom Generator
mit Strom versorgt werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß eine solche
Batterie um die Generatorspannung von etwa 6 Volt auch unter Belastung zu erreichen,
aus etwa fünf Zellen bestehen müßte, was gewichts- und kostenmäßig nachteilig wäre.
Würde man sich dagegen mit nur 2 oder 3 Zellen begnügen, dann würde die Lichtanlage
bei einem Umschalten auf Batteriebetrieb in ihrer Helligkeit auf 10% bis 30% der
normalen Helligkeit bei Generatorbetrieb zurückfallen.
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Die Lösung dieser Probleme besteht erfindungsgemäß in einer Fahrradlichtanlage
mit mindestens einer Frontleuchte und mindestens einer Schlußleuchte sowie einem
mindestens eine der Leuchten betreibenden Generator, der wahlweise an sein Antriebselement
anliegt beziehungsweise angekoppelt ist (Arbeitsstellung) oder nicht anliegt beziehungsweise
abgekoppelt ist (Ruhestellung), welche dadurch gekennzeichnet ist, daß bei einem
Absinken der Generatorspannung unter einen Sollwert eine automatische Umschaltung
auf eine Zusatzleuchte oder Zusatzleuchten erfolg deren Betriebsspannung geringer
ausgelegt ist, vorteilhaft geringer als halb so groß ist als die Betriebs spannung
der bei Erreichen oder Überschreiten des Sollwerts betriebenen Leuchten, Auf diese
Art und Weise könnte man in dem man eine Fahrradlichtanfür den Generatorstromkreis
lage zum Beispiel mit ten mit einer Nennspannung von 6 Volt ausrüstet und die Zusatzleuchten
mit einer Nennspannung von 2 oder d Volt ausrüstet, bei einem Absinken der Generatorspannung
unter einen Sollwert von 3 Volt auf die Zusatzleuchten umschalten. um so noch eine
ausreichende Helligkeit d«;F,aArradlvueSten 7.u erreichen.
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Imine bessere Lösung besteht aber darin, daß bei einem Absinken der
Generatorspannung unter einen Sollwert zugeschaltete Leuchten Batterie betrieben
sind.
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Bei einer solchen Ausführung kann das Fahrrad vollkommen zum Stillstand
kommen und trotzdem es für die übrigen Verkehrsteilnehmer sehr gut sichtbarblediabedfese
zugeschalteten Leuchten mit ihrer Nennspannung den versorgenden Batterien angepasst
sind. Darüberhinaus ist es vorteilhaft, wenn der Energieverbrauch in Watt der Batterie
betriebenen Zusatzleuchte geringer ist als der Energieverbrauch der entsprechenden
Generator betriebenen Leuchte.
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Es ist von Vorteil, wenn bei einem Absinken der Generator spannung
unter einen Sollwert mindestens eine Batterie betriebene Leuchte zugeschaltet wird
und außer der Scheinwerferleuchte alle übrigen vom Generator betriebenen Leuchten
vom Generator betriebenen Stromkreis getrennt werden, damit die verbleibende Generatorleistung
auf die Scheinwerferleuchte konzentriert wird.
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Zum Beispiel könnte bei einer Generator betriebenen 6 Volt-Anlage,
die Umschaltung auf die zusätzlichen Batterie betriebenen Leuchten dann vorgenommen
werden, wenn die Generatorspannung unter einen Wert von 4, 5 Volt sinkt. Bei einem
solchen Spannungswert ist aber die Fahrgeschwindigkeit des Fahrrades noch relativ
groß. Die Lichtleistung des Scheinwerfers ist aber durch die niedrigerere Spannung
bereits beträchtlich abgesunken. Da durch die Umschaltung ja sowieso zum Beispiel
eine Batterie betriebene Schlußleuchte brennt, könnte man die von dem Generator
betriebene Schlußleuchte aus dem Generator stromkreis abtrennen, um diese zusätzliche
Energie dem Scheinwerfer zuzuführen und dessen Lichtleistung zu verbessern.
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Vorteilhaft wird eine solche mit einer Umschaltung ausgerüsteten Fahrradlichtanlage
so ausgeführt, daß bei einem Absinken der Generatorspannung unter einen Sollwert
eine Schaltung erfolgt und daß der Sollwert bei dem bei einem Ansteigen der Generatorspannung
in den ursprünglichen
Zustand zurückgeschaltet wird über dem ersten
Sollwert liegt, vorteilhaft mindestens 20% über dem ersten Sollwert.
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Durch diese Ausführung soll verhindert werden, daß die Anlage sehr
schnell wechselnd hin und her geschaltet wird.
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Ein großer Nachteil der zur Zeit auf dem Markt befindlichen Fahrradlichtanlagen
ist die große Anfälligkeit ihrer Schlußleuchten. Untersuchungen des ADAC in der
Bundesrepublik Deutschland haben ergeben, daß bei etwa 30% aller Fahrräder die bei
Dunkelheit unterwegs waren, und ihre Lichtanlagen eingeschaltet hatten, die Schlußleuchte
nicht brannte. Dies liegt daran, daß der Fahrradgenerator nur eine beschränkte Energiemenge
von etwa 6 Volt 3 Watt liefern kann. Würde man ihn noch stärker auslegen, würde
die zusätzliche körperliche Belastung des Radfahrers unzumutbar werden. Andererseits
braucht der Radfahrer, wenn er sich zwischen 10 und 20 Stundenkilometer bewegt,
doch schon eine licht starke Fahrbahnbeleuchtung. Eine solche Fahrbahnbeleuchtung
benötigt aber relativ viel Energie. Man hat deshalb die von dem Generator zur Verfügung
stehende Energie dermaßen aufgeteilt, daß 6 Volt 2, 4 Watt an den Scheinwerfer geht
und nur 6 Volt 0, 6 Watt an die Schlußleuchte. Scheinwerfer und Schlußleuchte sind
dabei parallel geschaltet. Das bedeutet, daß in der Scheinwerferlampe ein Strom
von 400 Milliampere fließt und in der Schlußlichtlampe ein Strom von nur 100 Milliampere.
Das bedeutet aber wiederum, daß die Glühwendeln der Glühlampen dieser Schlußleuchten
aus einem extrem \uDdjaçberhinaus sehr langes dünnenMateria gefert werden müssen,
zum Beispiel feinste Wolframdrähte, und daß dieses dungne Rgaterial selbstverständlich
gegen mechanische Einwirkungen, zum Beispiel Erschütterungen, sehr empfindlich ist
und daher leicht ausfällt. Der Radfahrer wird aber auf die dann von hinten drohende
Gefahr nicht aufmerksam, da ja sein Scheinwerfer weiter brennt und er der Ansicht
ist, daß seine Lichtanlage funktioniert.
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Die Lösung dieser Probleme besteht erfindungsgemäß in einer Fahrradlichtanlage
mit mindestens einer Frontleuchte und mindestens einer Schlußleuchte sowie einem
mindestens eine der Leuchten betreibenden Generator der wahlweise an sein Antriebselement
anliegt beziehungsweise angekoppelt ist (Arbeitsstellung) oder nicht anliegt beziehungsweise
abgekoppelt ist (Ruhestellung), welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Generator
betriebenen Front- und Schlußleuchten in Reihe geschaltet sind und Glühdrähte annähernd
gleicher Stärke aufweisen.
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Durch das erfindungsgemäße Schalten der Leuchten in Reihe, wird zunächst
die Möglichkeit geschaffen, in der Schlußleuchte eine Lampe zu verwenden, deren
Glühdraht annähernd die gleiche Stärke aufweist, wie der Glühdraht der Scheinwerferleuchte.
Ein Bruch dieses starken Glühdrahtes durch Erschütterungen ist somit praktisch ausgeschlossen.
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Sollte ein derartiger Bruch jedoch auftreten, so kann er vom Radfahrer
nicht unbemerkt bleiben, da bei der erfindungsgemäßen Reihen schaltung der Leuchte
ein Ausfall der Schlußleuchte automatisch einen Ausfall der Scheinwerferleuchte
mit sich bringt, welcher vom Radfahrer zwangsweise bemerkt wird.
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Eine solche erfindungsgemäße Fahrradlichtanlage ist dadurch gekennzeichnet,
daß die Nennspannung der Glühlampe des Scheinwerfers zwischen 3, 7 und 4, 8 Volt,
vorteilhaft zwischen 4 und 4, 5 Volt und vorzugsweise bei 4, 2 Volt liegt, wogegen
die Nennspannung der Glühlampe der Schlußleuchte zwischen 1, 2 und 2, 3 Volt, vorteilhaft
zwischen l, 5 und 2 Volt, vorzugsweise bei 1,8 Volt liegt.
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Durch diese Maßnahme kann auch die Glühwendel der Schlußleuchte durch
welche nunmehr ein Strom von 500 Milliampere fließt, aus einem sehr starken Wolframdraht
gefertigt werden, so daß diese gegen Erschütterungen nicht mehr anfällig ist. Der
Scheinwerfer erhält zwar statt 2, 4 Watt nur noch 2, 1 Watt, trotzdem ist es möglich
auf Grund der höheren Stromaufnahme, die auch hier einen noch stärkeren Wolframdraht
erlaubt, diesen Wolframdraht derart stärker aufzuheizen, daß man dieselben oder
ähnliche Lichtresultate erhält wie bei 2, 4 Watt,aber
nur 400 Milliampere
Stromaufnahme. Die Schlußleuchte dagegen wird bei 1, 8 Volt 500 Milliampere nicht
nur erheblich stoßfester, sondern auch noch zusätzlich heller. Darüberhinaus ermöglicht
die erfindungsgemäße Reihenschaltung mit 500 ma Stromaufnahme bei der Scheinwerferlampe
den Übergang zu einer Halogenlampe besserer Lichtleistung.
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In den Industriegesellschaften, zum Beispiel Westeuropas, Nordamerikas
und Japans, hat sich der Trend zum Umweltschutz und zum Abbau einer Energieverschwendung
in den letzten Jahren beträchtlich verstärkt.
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Diese Entwicklung hat sicher mit dazu beigetragen, den in den letzten
Jahren zu beobachtenden Fahrradboom zu fördern. Dazu gehört auch, dem Radfahrer
das Fahren so sicher und angenehm wie nur möglich zu machen. Es kann dabei von niemanden
abgestritten werden, daß das Antreiben eines Generators zur Lichterzeugung eine
zusätzliche körperliche Belastung für den Radfahrer bedeutet. Es sind zwar in einer
Reihe von Ländern bereits Fahrradbeleuchtungen auf dem Markt, welche nur von Batterien
gespeist werden, jedoch ist der Stromverbrauch dieser Anlagen so hoch, daß bereits
nach kurzer Zeit die von den Batterien zu Verfügung gestellten Spannungswerte so
stark absinken, daß die Sicherheit eines Radfahrers nicht mehr gewährleistet ist.
Außerdem konnte der Radfahrer bei diesen Anlagen die noch zur Verfügung stehende
Kapazität der Batterie nicht feststellen. Zur Herabsetzung des Energieverbrauchs
und zur gleichzeitigen Sicherstellung der Signalwirkung wird deshalb eine Batterie
betriebene Fahrradleuchte vorgeschlagen, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß
dieser Fahrradleuchte zwei Lichtquellen zugeordnet sind von denen die eine einen
höheren Stromverbrauch hat als die andere und welche wahlweise eingeschaltet werden
können.
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Wird eine solche Kombinationsleuchte, zum Beispiel im Stadtverkehr,
benutzt, bei dem eine gute allgemeine Straßenbeleuchtung vorhanden ist, dann karin
bei einer Frontleuchte die Lichtquelle mit dem niedigererem Stromverbrauch zur Erzielung
einer Signalwirkung an die anderen Verkehrsteilnehmer eingeschaltet werden. Verläßt
man dagegen den Bereich guter allgemeiner Straßenbeleuchtung, dann kann man zur
Beleuchtung der Fahrbahn die Lichtquelle mit dem höheren Stromverbrauch zu schalten
oder auf diese umschalten.
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Es ist von Vorteil, wenn der Lichtquelle mit dem höheren Stromverbrauch
zum Testen der Batteriekapazität mindestens eine Leuchtdiode zugeordnet ist, welche
beim Einschalten dieser Lichtquelle je nach Restkapazität der Batterie aufleuchtet
oder nicht.
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Um eine auch für die nächsten Stunden einwandfreie Aussage über die
Restkapazität der Batterie zu erhalten, ist es von Vorteil, wenn der Stromverbrauch
der Lichtquelle mit dem höheren Stromverbrauch mindestens 75% über dem Stromverbrauch
der anderen Lichtquelle liegt.
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Noch sicherere Ergebnisse erhält man, wenn der Stromverbrauch der
Lichtquelle mit dem höheren Stromverbrauch mindestens 200% über dem Stromverbrauch
der anderen Lichtquelle liegt.
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Bei einer Batterie betriebenen Fahrradleuchte, insbesondere wenn sie
als Schlußleuchte benutzt wird, ist es vorteilhaft dieser Fahrradleuchte zwei Lichtquellen
zuzuordnen, welche wahlweise eingeschaltet werden können, und eine weitere Schaltmöglichkeit
anzuordnen, bei der beide Lichtquellen gleichzeitig eingeschaltet sind, und daß
man dieser Kombination eine Leuchtdiode zuordnet, welche je nach Restkapazität der
Batterie aufleuchtet oder nicht.
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Da Schlußleuchten eine reine Signalfunktion haben und keine Beleuchtungsfunktion,
kommt man bei ihnen mit einem sehr geringen Stromverbrauch aus. Deshalb sind die
verwendeten Leuchtdrähte sehr dünn und damit gegen Erschütterungen recht empfindlich.
Es ist deshalb von Vorteil, über eine Kombinationsschlußleuchte mit 2 Lichtquellen
zu verfügen, damit man, falls eine der Schlußleuchten während einer Fahrt ausfallen
sollte, auf den anderen Schlußleuchtenteil umschalten kann. Um bei einer solchen
Anordnung die Restkapazität der Batterien prüfen zu können, erreicht man die für
Testzwecke notwendige höhere Belastung der Batterien dadurch, daß man bei dem Test
beide Lichtquellen gemeinsam einschaltet.
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Da der Ausfall einer Schlußleuchte von einem Radfahrer während der
Fahrt kaum bemerkt wird, ist es vorteilhaft, wenn einer mit zwei Lichtquellen ausgerüsteten
Fahrradleuchte eine Elektronik zugeordnet ist, welche bei Ausfall einer Lichtquelle
automatisch die andere Lichtquelle einschaltet.
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Bei einer Batterie betriebenen Fahrradleuchte, welche zwei Lichtquellen
aufweist, von denen eine mit einem niedrigereren Stromverbrauch zur Sicherstellung
der Signalwirkung benutzt wird und die andere mit einem höheren Stromverbrauch für
die Fahrbahnbeleuchtun ist es vorteilhaft, wenn eine derartige Leuchte dadurch gekennzeichnet
ist, daß der Leuchte ein Dämmerungsschalter zugeordnet ist, welcher beim Absinken
der Umgebungshelligkeit unter einem bestimmten Sollwert automatisch die stärkere
der beiden Lichtquellen einschaltet.
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Eine solche Batterie betriebene Fahrradleuchte ist vorteilhaft dadurch
gekennzeichnet, daß der Sensor des Dämmerungsschalters gegen das Licht anderer Verkehrsteilnehmer
geschützt angeordnet ist und vorteilhaft nach oben gerichtet ist.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn einer Batterie betriebenen Fahrradleuchte
zur Anzeige der Batteriekapazität dieser Fahrradleuchte mindestens eine Leuchtdiode
zugeordnet ist, deren Durchbruchspannung zwischen 1, 6 und 2, 0 Volt liegt, vorteilhaft
zwischen 1, 70 und 1, 90 Volt, vorzugsweise bei ca. 1, 80 Volt.
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Da die Batteriespannung zu Beginn der Entladung der Batterie in der
Regel sehr viel höher liegt als beim Ende der Nutzungsdauer der Batterie, ist es
vorteilhaft, wenn der Batterie betriebenen Fahrradleuchte eine Leuchtdiode und ein
Widerstand zugeordnet ist, welcher die Stromaufnahme der Leuchtdiode begrenzt und
zwar vorteilhaft auf weniger als 30 Milliampere.
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Wie bereits erwähnt, ist es für den Radfahrer schwer, die Funktion
der Schlußleuchte vom fahrenden Rad aus zu überprüfen. Dies wäre aber bei der Anfälligkeit
der meisten Schlußleuchten gegen Erschütterungen wünschenswert. Zur Lösung dieses
Problems wird erfindungsgemäß eine Schlußleuchte mit einer Lichtquelle vorgeschlagen,
welche dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lichtquelle in einem Reflektor angeordnet
ist, welcher mindest eine nach oben gerichtete Lichtaustrittsöffnung aufweist, und
daß im Strahlengang des nach oben austretenden Lichts mindestens eine seinen Austrittswinkel
vergrößernde optische Anordnung vorgesehen ist.
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Eine solche Lichtaustrittsöffnung kann zum Beispiel als Durchbruch
durch den Reflektor ausgebildet sein. Es ist auch möglich,die Lichtaustrittsöffnung
dadurch zu schaffen, daß der Reflektor aus transparentem Material hergestellt wird,
zum Beispiel durchsichtigem Kunststoff oder Glas, und daß bei der anschließenden
Verspiegelung des Reflektors der Teil,durch den das Licht austreten soll, nicht
mit verspiegelt wird. Da der Reflektor am Ort der Lichtaustrittsöffnung kein Licht
für seine haut sgammeln kann, sollte diese Lichtaustrittsöffnung so klein wie möglich
gehalten werden. Andererseits wird der nach oben gerichtete Lichtkegel dann unter
Umständen so klein, daß er den Radfahrer nicht mehr erreicht. Deshalb soll im Strahlengang
des nach oben austretenden Lichts mindestens eine seinen Austrittswinkel vergrößernde
optische Anordnung vorgesehen sein. Auf diese Art und Weise geht dem Reflektor für
das Sammeln des Lichts in die Hauptabstrahlrichtung dadurch, daß man die nach oben
gerichtete Lichtaustrittsöffnung möglichst klein hält, nur wenig Licht verloren
und doch wird dann der Winkel des nach oben austretenden Lichts so weit vergrößert,
daß die Schlußleuchte von dem im Sattel sitzenden Radfahrer kontrolliert werden
kann.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Schlußleuchte mit einer Lichtquelle
ist dadurch gekennzeichnet, daß die nach oben gerichtete Lichtaustrittsöffnung im
Reflektor mit ihren Rändern und dem Lichtschwerpunkt der Glühlampe einen Winkel
zwischen 25 und 600, vorteilhaft einen Winkel 0 von 30, einschließt, und daß die
Winkelhalbierende dieses rotationssymmetrischen
Winkels die Leuchtenachse
am Ort des Lichtschwerpunkts der Lichtquelle senkrecht schneidet,und daß im Strahlengang
des nach oben austretenden Lichts, vorteilhaft In der lichtdurchlässigen Schutzhülle
der Leuchte, eine Zerstreuungslinse oder Zerstreuungsprismen angeordnet ist oder
sind, welche den Öffnungswinkel des nach oben austreten.
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0 den konischen Lichts auf ca. 90 erweitern.
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Da das nach oben austretende Licht aber doch gewisse Lichtstärken
erreichen sollte, damit das Auge des Radfahrers die Schlußleuchte auch in Situationen
kontrollieren kann, in denen er kurz zuvor unter Umständen noch von entgegenkommendem
Verkehr geblendet wurde, ist es vorteilhaft, wenn eine solche Schlußleuchte mit
einer Lichtquelle dadurch gekennzeichnet ist, daß die nach oben gerichtete Lichtaustrittsöffnung
im Reflektor mit ihren entgegengesetzt zur Leuchtenachse gelegenen Rändern mit der
Lichtquelle einen größeren Winkel einschließt als mit ihren in Richtung der Leuchtenachse
gelegenen Rändern,und daß im Strahlengang des nach oben austretenden Lichts eine
Zerstreuungslinse oder Zerstreuungsprismen angeordnet sind.
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In der österreichischen Patentanmeldung 11 A 7916/76 des Anmelders,
ist eine Rück-,Sicherungs- und Signalleuchte beschrieben, deren Lichtauf die dem
stärke in Richtung Achse so zunimmt, daß bei im Straßenverkehr auftretenden unterschiedlichen
Entfernungen eines Fahrzeuges zum anderen in etwa gleiche oder ähnlich starke Signalwirkungen
erreicht werden. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine solche Signalleuchte
möglichst wenig Energie verbrauchen solL so wie das zum Beispiel bei Fahrrädern
der Fall ist. Kann jedoch aus irgendwelchen Gründen etwas mehr Energie zur Verfügung
gestellt werden, wie das zum Beispiel für die Schlußleuchte eines Fahrrades in der
hier vorliegenden Anmeldung bei der vorgeschlagenen Reihenschaltung von Scheinwerfer
und Schlußleuchte der Fall ist, dann kann es von Vorteil sein, das Mehr an Energie
derart zu nutzen, daß di e die Lichtverteilungskurve einer solchen Leuchte asymmetrisch
gestaltet wird, das heißt, daß sie in der Horizontalen eine größere Ausdehnung hat
als in der Vertikalen.
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Erfindungsgemäß soll eine solche Leuchte, insbesondere für Fahrradlichtanlagen
sowie insbesondere für Rück-, Sicherungs- und Signalleuchten so ausgeführt sein,
daß der Leuchtkörper der Leuchte im Brennraum eines Hohlspiegelreflektors angeordnet
ist, dessen reflektierende Fläche mit Wölbungen (Erhöhungen und/oder Vertiefungen)
ausgestattet ist, deren mittlere Höhe 3% bis 12%, vorteilhaft 3, 50je bis 8% und
vorzugsweise 40Jo bis 6% des mittleren kleinsten Basisdurchmessers aller Wölbungen
beträgt, wobei der größte Abstand zweier Punkte des Leuchtkörpers mindestens doppelt
so groß, vorteilhaft mindestens dreimal so groß ist und vorzugsweise mindestens
fünfmal so groß ist wie die mittlere Höhe aller Wölbungen, so daß die Lichtstärke
des aus dem Reflektor austretenden Lichts in Richtung der Achse des Hohlspiegelreflektors
am größten ist und mit zunehmenden Winkel gegenüber dieser Achse derart gesetztmäßig
abnimmt, daß bei einem Winkel von 10 mit der Leuchtenachse die Lichtstärke mindestens
200%, vorteilhaft mindestens 300% und vorzugsweise mindestens 400% der Lichtstärke
bei einem Winkel mit der Leuchtenachse von 100 beträgt und daß bei einem Winkel
von 2,50 mit der Leuchtenachse die Lichtstärke mindestens 150%, vorteilhaft mindestens
200% und vorzugsweise mindestens 250% der Lichtstärke des Winkels mit der Leuchtenachse
von 100 beträgt und daß bei einem Winkel von mit der Leuchtenachse die Lichtstärke
mindestens 100%, vorteilhaft mindestens 125% und vorzugsweise mindestens 150% der
Lichtstärke bei einem einem Winkel mit der Leuchtenachse von 10 beträgt, dadurch
gekennzeichnet, daß im Lichtbündel des austretenden Lichts eine den Austrittswinkel
des Lichtbündels in horizontalen Richtungen vergrößernde optische Anordnung vorgesehen
ist.
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Selbstverständlich gibt es eine Vielzahl von Kombinationsmöglichkeiten
der in der vorliegenden Anmeldung aufgezeigten erfindungsgemäßen Anordnungen, ohne
den Erfindungsgedanken zu verlassen..
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Bei einer Generator betriebenen Fahrradlichtanlage wäre nach Ansicht
des Erfinders jedoch folgende Ausführung die beste: Generator betriebener Scheinwerfer
und Schlußleuchte, wobei beide möglichst in Reihe geschaltet sein sollten und die
Lichtquelle im Scheinwerfer für 4, 2 Volt 0, 5 Ampere und die in der Schlußleuchte
für 1, 8 Volt 0, 5 Ampere ausgelegt sind. Dabei sollte dem Scheinwerfer eine Batterie
betriebene Standlichtleuchte zugeordnet werden, welche eine Lichtquelle von ca.
2 Volt 85 Milliampere aufweist und welche sich nur dann einschaltet, wenn der Generator
des Fahrrads in Arbeitsstellung gebracht wird. Der Generator betriebenen Schlußleuchte
soll ebenfalls eine Batterie betriebene Schlußleuchte zugeordnet werden, welche
bei Antritt der Fahrt entweder von Hand eingeschaltet wird oder alternativ ebenfalls
dann eingeschaltet wird, wenn der Generator in Arbeitsstellung gebrachf wird.
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Diese Batterie betriebene Schlußleuchte sollte eine Lichtquelle 2V
85ma oder 3 Volt 85 Milliampere aufweisen. Beide Batterie betriebenen Zusatzleuchten
sollten also mit einer niedrigereren Betriebsspannung arbeiten als die Generator
betriebenen Leuchten. Als Energiequelle werden jeweils Monozellen R 20 vorgeschlagen.
Beide Batterie betriebenen Zusatzleuchten sollen bei dieser Ausführung bei einer
Fahrt bei Dunkelheit ununterbrochen leuchten. Diese Fahrradlichtanlage sollte mit
einer Schaltmöglichkeit "Test" ausgerüstet sein, bei der alle Generator betriebenen
Leuchten kurzzeitig von Batterien gespeist werden, wobei die Funktion aller Leuchten
und gleichzeitig die Kapazität der Batterien bei stehendem Rad überprüft werden
kann. Vorteilhaft kann dabei die Kapazität der Batterien zusätzlich durch eine Leuchtdiode
angezeigt werden. Vorteilhaft kann man Leuchte und Zusatzleuchte jeweils baulich
vereinigen, so daß eine Kombi na tionsleuchte. zum Beispiel eine Kombinationsschlußleuchte,
entsteht.
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Die Batterien können dabei direkt im Leuchtengehäuse angeordnet werden,
sie könnten aber auch an jeder beliebigen Stelle des Fahrrads, unter Umständen auch
als Zentralversorgung für alle Batterie betriebenen Leuchten angeordnet werden.Besonders
vorteilhaft werden die Batterien in einem Behälter untergebracht, welcher mit dem
Dynamo in Baueinheit verbunden ist, damit nur solche Fahrräder damit ausgerüstet
werden können, welche einen Ein- und Ausschalter in Baueinheit am Dynamo aufweisen.
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Alternativ zu dieser als "beste" bezeichneten Fahrradlichtanlage wäre
folgende Ausführung einer Generator betriebenen Fahrradlichtanlage vorteilhaft:
Generator betriebener Scheinwerfer und Schlußleuchte, wobei beide möglichst in Reihe
geschaltet sein sollten und die Lichtquellen im Scheinwerfer für 4, 5 Volt 0, 5
Ampere und die in der Schlußleuchte für 1, 5 Volt 0, 5 Ampere ausgelegt sind. Dabei
sollte dem Scheinwerfer eine Batterie betriebene Standlichtleuchte und der Schlußleuchte
eine Batterie betriebene Schlußleuchte zugeordnet werden. Beide Batterie betriebenen
Zusatzleuchten sollten auf einem niedrigererem Spannungsniveau arbeiten als die
Generator betriebenen Leuchten, zum Beispiel 2 oder 3V 235 Milliampere als Nennspannung.
Diese Zusatzleuchten sollten dann automatisch auf elektronischem Weg zugeschaltet
werden, wenn die Generatorspannung einen szewissen Sollwert, zum Beispiel 4, 5 Volt
unterschreitet, z um Inde st aie wobei Zuschaltung der Batterie betriebenen Standliehtleuchte
nur dann erfolgen kann, wenn sich der Generator in Arbeitsstellung befindet. Auch
diese Fahrradlichtanlage sollte mit einer Schaltungsmöglichkeit "Test" ausgerüstet
sein, bei der alle Generator betriebenen Leuchten kurzzeitig von Batterien gespeist
werden, wobei die Funktion aller Leuchten und gleichzeitig die Kapazität der Batterien
bei stehendem Rad überprüft werden kann. Vorteilhaft sollte dabei die Kapazität
der Batterien zusätzlich durch eine Leuchtdiode angezeigt werden.
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13ei einer nur mit 13Batterien betriebenen Fahrradlichtanlage, wäre
nach Ansicht des Anmelders folgende Ausführung die beste: Frontleuchte, bestehend
aus einer Scheinwerferleuchte von etwa 0, 8 bis 2 Watt für die Fahrbahnbeleuchtung
und einer Standlichtleuchte von etwa 0, 2 Watt als Signalieuchte, wobei eine Umschaltmöglichkeit
zwischen beiden Leuchten vorhanden sein sollte, damit bei ausreichender Umgebungshelligkeit,
zum Beispiel in beleuchteten Städten, alleine mit der energiesparenden Signalleuchte
gefahren werden kann,
wogegen in dunklen Gegenden auf den Scheinwerferteil
zur Fahrbahnbeleuchtung umgeschaltet wird beziehungsweise dieser zugeschaltet wird.
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Vorteilhaft wird diese Um- oder Zuschaltung zum Schutze des Radfahrers
automatisch von einem Dämmerungsschalter vorgenommen. Es sollte eine Testschaltung
vorhanden sein, in der die Batterie voll mit beiden Leuchten belastet ist und mit
Hilfe einer Leuchtdiode die Restkapazität der Batterie angezeigt wird. Als Schlußleuchte
wird eine Kombinationsschlußleuchte mit zwei Sc hlußleuc htenteilen vorgeschlagen,
die wahlweise eingeschaltet werden können, so daß bei Ausfall einer der beiden Schlußleuchtenteile
immer noch die andere eingeschaltet werden kann.
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Auch hier sollte eine Schaltmöglichkeit "Test" vorhanden sein, in
der beide Schlußleuchten gleichzeitig brennen und so unter Last die Restkapazität
der Batterie mit Hilfe einer Leuchtdiode angezeigt wird.
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Die Erfindung soll selbstverständlich nicht auf die als besonders
gut bezeichneten Ausführungsformen beschränkt sein, vielmehr sind auch andere Ausführungsformen
möglich, phne den Erfindungsgedanken zu verlassen.
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In den Zeichnungen sind einige jedoch keineswegs erschöpfende Ausführungsbeispiel
der Erfindung schematisch dargestellt:
Figur 1 zeigt ein Fahrrad
50, welches mit einem Strom erzeugenden Generator 52, einem Scheinwerfer 54 und
einer kombinierten Batterie-und Generatorschlußleuchte 56, ausgerüstet ist. Die
kombinierte Schlußleuchte 56 hat einen Schalter 58, welcher in der Figur 1 a nocheinmal
vergrößert dargestellt ist. Dieser Schalter 58 hat folgende Schaltmöglichkeiten:
"Aus" Die Batterien liefern keinen Strom.
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"Ein" Der batteriebetriebene Teil 60 der kombinierten Schlußleuchte
56 brennt.
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"Test" Sowohl der batteriebetriebene Teil 60 der kombinierten Schlußleuchte
56 brennt als auch der generatorbetriebene Teil 62 der kombinierten Schlußleuchte
wie auch der Scheinwerfer 54.
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Bei Versuchen hat sich hierbei folgendes herausgestellt: Arbeitet
man bei dem batteriebetriebenen Teil 60 der Schlußleuchte mit einer Glühwendel,
welche bei 2 Volt zum Beispiel 90 Milliampere aufnimmt und betreibt man diesen Teil
der Schlußleuchte mit 2 sogenannten Monozellen, welche am Anfang etwa 3, 2 Volt
liefern, dann brennt die batteriebetriebene Schlußleuchte selbstverständlich mit
einer erhöhten Spannung und naturgemäß sehr hell. Die Glühwendel muß natürlich so
ausgelegt werden, daß sie bei dieser hohen Anfangsspannung nicht durchbrennen kann.
Im Laufe der Brennzeit, das heißt in der Regel über mehrere Monate sinkt dann die
Batteriespannung nach und nach ab. Dies geschieht langsam und für den Verbraucher
fast unmerklich, so daß es für ihn sehr schwierig ist, festzustellen, wann er eigentlich
seine Batterien wechseln muß, um noch genügend Licht und damit Schutz zu haben.
Versuche haben ergeben, daß die kritische Grenze für eine solche Anlage bei einem
Absinken der Spannung auf ungefähr 1, 6 bis 1, 8 Volt liegt. Schaltet man nun die
Anlage auf Test, so kann man überraschenderweise feststellen, daß durch die Hinzu
schaltung des generatorbetriebenen Scheinwerfers und des generatorbetriebenen Schlußlichtteiles
mit ihrem sehr hohen Stromverbrauch die von der Batterie gelieferte Spannung nicht
so
stark abfällt, wie man das eigentlich vermuten sollte. Mißt
man zum Beispiel nach Einschalten des batteriebetriebenen Teils der Schlußleuchte
eine Spannung von 3, 0 Volt und schaltet dann den gesamten generatorbetriebenen
Teil hinzu, so sinkt die Spannung dabei nur auf etwa 2, 8 Volt ab, das heißt um
0, 2 Volt. Man kann dann bei der Einstellung Test sämtliche am Fahrrad befindlichen
Beleuchtungseinrichtungen kontrollieren, da diese bei einer solchen Spannung mit
einem gelblichen Licht brennen.
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Dieses Verhalten der Batterien ändert sich aber überraschenderweise
schlagartig, wenn sie in den kritischen Bereich von etwa 1, 6 bis 1, 8 Volt geraten.
Sind die Batterien so weit geleert und man schaltet dann die übrige Lichtanlage
hinzu, bricht dabei die von den Batterien gelieferte Spannung mit einem Schlage
auf weniger als die Hälfte zusammen, das heißt, aus 1, 6 Volt zum Beispiel werden
schlagartig 0, 6 Volt, und die gesamte Anlage brennt nicht mehr. Die erfindungsgemäß
vorgeschlagene Schaltung hat also den Vorteil, daß man damit die Restkapazität der
Batterien ohne weiteres überprüfen kann und so lange diese Restkapazität der Batterien
ausreichend ist, kann man auch die Funktionsfähigkeit der übrigen generatorbetriebenen
Lichtanlagen im Stand überprüfen, das heißt, daß der Radfahrer selbst in der Lage
ist, ohne fremde Hilfe seine Lichtanlage zu überprüfen. Es ist zusätzlich von Vorteil,
eine kleine Leuchtdiode 69 anzubringen. Bei einer Batteriespannung von mehr als
1, 8 Volt leuchtet diese bei der Einstellung "Teot" mit, unter 1, 8 Volt dagegen
leuchtet diese nicht mehr, das heißt, der Verbraucher erhält eine ganz klare ja/nein
Aussage über den Kapazitätszustand der Batterie. Auch bei der Verwendung von 3 Zellen
erhält man eine ganz klare ja/nein Aussage.
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Figur 2 zeigt das gleiche Fahrrad wie in Figur 1, nur daß statt eines
einfachen Scheinwerfers eine kombinierte Scheinwerferleuchte vorhanden ist, welche
aus dem Teil 54 für die Fahrbahnbeieuchtung und einem Teil 64, welches ein batteriebetriebenes
Standlicht darstellt, besteht. Da das Fahren mit Generator zur Lichterzeugung bekanntlich
einen zusätzlichen Kraftaufwand bedeutet, könnte der Radfahrer versucht sein, lediglich
mit dem Standlicht 64 zu fahren. Berücksichtigt man nun die Tatsache, daß in Dunkelheit
schon die Geschwindigkeit.eines Fußgängers ausreicht,
um tödlich
zu verunglücken, wenn ein solcher Fußgänger zum Beispiel mit dem Kopf gegen einen
harten Gegenstand schlägt, den er beim Gehen nicht wahrgenommen hat, so kann man
sich vorstellen, daß ein Radfahrer bei den durch ein Fahrrad möglichen höheren Geschwindigkeiten
noch stärker gefährdet wäre, wenn er versuchen würde, nur mit Standlicht zu fahren.
Der Erfinder schlägt deshalb vor, daß das batteriebetriebene Standlicht nur dadurch
eingeschaltet werden kann, daß der Radfahrer den Generator 52 an den Fahrradmantel
66 ankippt und so funktionsbereit macht. Dadurch ist der Radfahrer durch das Standlicht,
wenn er einmal anhalten muß, geschützt. Damit er aber trotzdem nicht nur mit dem
Standlicht fahren kann, muß bei brennendem Standlicht der Generator 52 in Funktions-
beziehungsweise Arbeitsstellung sein.
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Figur 3 zeigt die prinzipielle Anordnung einer solchen Schaltung.
Der Scheinwerferteil 54 der kombinierten Vorderleuchte 68 brennt in dem Moment in
dem der Generator 52 angetrieben wird. Das batteriebetriebene Standlicht 64 kann
jedoch nur brennen, wenn der Generator in Funktionsstellung angekippt wird und der
Stromkreis der Batterien 73 und 74 durch den Schalter 70 geschlossen wird. Dieser
Schaltvorgang des Schalters 70 ist davon abhängig, daß der Generator 52 in Funktionsstellung
gekippt wird.
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In den Figuren 4 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines solchen Schalters
näher erläutert.
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In Figur 4 sieht man den Generator 52 mit seinem Reibrad 76. Befindet
sich dieses Reibrad in der Stellung 76 a, dann liegt dieses Reibrad an dem Mantel
des Fahrradreifens 66 an. Diese Schwenkung bewirkt, daß der Schalter 70 nach 70
a bewegt wird und so mit seinem Gegenpol 71 Kontakt bekommt.
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In Figur 5 sieht man dasselbe aus einer anderen Ansicht. Bei 80 erkennt
man ein drei adri ges Kabel, welches von der kombinierten Scheinwerferleuchte 68
hinunter zum Generator 52 läuft. Die Drähte 82 und 84 kommen von den Batterien 73
und 74 und erhalten durch den Schalter 70 beim Ankippen des Generators 52 an den
Fahrradmantel 66 Kontakt. Der dritte Draht 86 geht direkt zum Pluspol 88 des Generators
52 und liefert so beim Drehen des Reibrades 76 dem Scheinwerferteil 54 und dem Schlußleuchtenteil
62 Strom.
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In der Figur 6 ist der Schalter 70 und sein Gegenpol 71 nocheinmal
vergrößert dargestellt. Wird der Generator in Richtung des Pfeiles 79 an den Fahrradmantel
66 angekippt, dann schließen sich die Kontakte 70 und 71 und stellen so die elektrische
Verbindung für das Standlichttell.64 der kombinierten Scheinwerferleuchte 68 her.
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Auch in den Fällen, in denen eventuell auf ein zusätzliches batteriebetriebenes
Schlußleuchtenteil und ein zusätzliches batteriebetriebenes Standlicht verzichtet
wird und stattdessen mit Hilfe eines Spannungssensors oder eines von der Bewegung
des Fahrrades abhängigen Fliehkraftschalters beim Absinken der von dem Generator
gelieferten Spannung automatisch auf Batteriebetrieb umgeschaltet wird, sollte ein
solcher Batteriebetrieb nur über einen am oder im Generator befindlichen Sperrschalter
möglich sein, damit der Radfahrer nicht in die Versuchung kommen kann, die Umschaltung
auf Batteriebetrieb mutwillig herbeizuführen, indem er den Generator zur Stromerzeugung
überhaupt nicht einschaltet. Ein solches Verhalten würde nämlich die Lebensdauer
der für die Umschaltung benutzten Batterien in nicht akzeptierbarer Weise verkürzen
und darüberhinaus durch das damit verbundene Absinken der Batteriespannung keine
ausreichende Fahrbahnbeleuchtung mehr gewährleisten, was, wie bereits vorher beschrieben,
zu großen Gefahren für den Radfahrer führen kann.
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Figur 7 und Figur 8 zeigen die lichttechnisch relevanten Teile einer
kombinierten Schlußleuchte 56 bestehend aus dem generatorbetriebenen Teil 62 und
dem batteriebetriebenen Teil 60, welche in der Ansicht wie eine durchgehend rote
Fläche und dwehaellbne Schlußleuchte wirken. Der Reflektor 81 des generatorbetriebenen
Schlußleuchtenteils 62 hat zwei Schlitze 83,durch welche Licht nach den Seiten abgestrahlt
wird. Darüberhinaus hat er einen nach oben gerichteten Durchbruch 84, durch welchen
Lichtstrahlen nach oben aus dem Reflektor 81 austreten können und mit Hilfe einer
Zerstreuungslinse 85, welche in der transparenten Umhüllung der Schlußleuchte 62
angeordnet ist, auf einen größeren Öffnungswinkel i gebracht. Damit dem Reflektor
81 nur möglichst wenig Licht für das Lichtbündel in Hauptabstrahlrichtung in Richtung
der Achse der Schlußleuchte verloren geht, bilden die Ränder des Durchbruches 84
mit dem Lichtschwerpunkt der Glühlampe bei 87 einen öff-0 nungswinkel ß 3 von nur
etwa 30 , wogegen dann das Lichtbündel durch die Zerstreuungslinse 85 auf einen
Öffnungswinkel d von etwa 0 90 erweitert wird. Ein Teil der transparenten Schlußleuchtenumhüllung
ist bei 88 hinten mit Rückstrahlprismen versehen, damit die Schlußleuchte gleichzeitig
auch als Rückstrahler wirkt. In Figur 8 erkennt man auch die beiden Glühlampen 90
und 91, welche mit einem Flanschsockel ausgerüstet sind. Der Flansch dieses Flanschsockels
paßt genau in eine entsprechende zentrale Öffnung des Reflektors, die Ränder dieser
Öffnung läßt man etwas höher als den Sockelflansch stehen und schweißt dann den
Flansch des Sockels der Glühlampen fest, indem man diesen Rand des Reflektors erwärmt
und über den Sockelrand umlegt. Dies kann selbstverständlich auch mit Hilfe einer
Ultraschallschweißung getan werden.
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Auf diese Art und Weise bekommt man einen lichttechnisch ganz einwandfreien
Sitz der Glühlampe, selbstverständlich könnten aber auch die Glühlampen in konventioneller
Art und Weise den Reflektoren zugeordnet werden.
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Die Figuren 9 bis 12 zeigen eine Leuchte so wie sie in der österreichischen
Patentanmeldung 11 A 7916/76 des Anmelders beschrieben wurde.
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Figur 9 zeigt die Draufsicht auf eine solche Leuchte und Figur 10
einen Schnitt durch diese Leuchte, wogegen Figur 11 vergrößert ein Detail der gleichen
Leuchte zeigt. Im Brennraum 20 des parabolischen Hohlspiegelreflektors 4 ist ein
Leuchtkörper 2 innerhalb der Glühlampe 3 angeordnet. Die Innenfläche 8 des Reflektors
4 trägt reflektierende Wölbungen 6, die in Figur 9 und Figur 10 nur schematisch
dargestellt sind. (In Figur 9 nur in einem kleinen Ausschnitt der Reflektorfläche)
Figurllzeigt dagegen stark vergrößert eine reflektierende Wölbung 6 in der ungestörten
Paraboloidfläche 8 des Reflektors 4. In diesen Figuren 9 bis 11 erkennt man, daß
der Leuchtkörper 2 der Leuchte im Brennraum 20 eines Hohlspiegelreflektors 8 angeordnet
ist, dessen reflektierende Fläche 8 mit Wölbungen 6 ausgestattet ist, deren mittlere
Höhe h 3% bis 12%, vorteilhaft 3, 5% bis 8% und vorzugsweise 4% bis 6% des mittleren
kleinsten Basisdurchmessers d aller Wölbungen 6 beträgt, wobei der größte Abstand
b zweier Punkte des Leuchtkörpers 2 mindestens doppelt so groa, vorteilhaft mindestens
dreimal so groß und vorzugsweise mindestens fünfmal so groß ist wie die mittlere
Höhe h aller Wölbungen 6, In der Figur 11 ist zum besseren Verständnis nur eine
solche Wölbung 6 dargestellt. Aus den Figuren 9 und 40 geht aber hervor, daß auf
der reflektierenden Oberfläche 8 des Reflektors 4 eine Vielzahl derartiger Wölbungen
6 angeordnet sein soll. Mit 14 ist jeweils die Achse der Leuchte te bezeichnet.
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Figur 12 zeigt eine ähnliche Leuchte,nur daß die Wölbungen 22 hier
aus konzentrisch um die Leuchtenachse 14 umlaufenden gewölbten Ringen 22 bestehen,
welche auf der Oberfläche des Reflektors 4 angeordnet sind.
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Hier entspricht der kleinste Durchmesser d einer Wölbung der Breite
eines Ringes 22.
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In den Figuren 13 und 14 sind verschieden geformte Leuchtkörper 2
dargestellt. Der größte Abstand b zweier Punkte dieser Leuchtkörper 2 soll mindestens
doppelt so groß, vorteilhaft mindestens dreimal so groß und vorzugsweise mindestens
fünfmal so groß sein wie die mittlere
Höhe h aller Wölbungen 6
oder 22.
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Aus einer solchen in den Figuren 9 bis 14 näher beschriebenen Leuchte
erhält man eine ganz spezielle Lichtverteilung der Lichtstärken in Candela, und
zwar nimmt die Lichtstärke des aus dem Reflektor austretenden Lichts in Richtung
der Achse 14 des Hohlspiegelreflektors 4 mit zunehmendem Winkel gegenüber dieser
Achse derart gesetzmäßig ab, daß bei einem Winkel von 10 mit der Achse 14 der Leuchte,
die Lichtstärke mindestens 200%, vorteilhaft mindestens 300% und vorzugsweise mindestens
400% der Lichtstärke bei einem Winkel von 100 mit der Achse 14 der der Leuchte beträgt,
oder daß bei einem Winkel von 2, 5 mit der Achse 14 der Leuchte die Lichtstärke
mindestens 150%, vorteilhaft mindestens 200% und vorzugsweise mindestens 250% der
Lichtstärke bei einem Winkel von 100 mit der Achse 14 der Leuchte beträgt, oder
daß bei einem 0 Winkel von 5 mit der Achse 14 der Leuchte die Lichtstärke mindestens
100"/o, vorteilhaft mindestens 1 25% und vorzugsweise mindestens 1 50% 0 der Lichtstärke
bei einem Winkel von 10 mit der Achse 14 der Leuchte beträgt. Die Lichtverteilungskurve
einer solchen Leuchte ist in Figur 17 dargestellt und mit 24 bezeichnet. In dieser
Figur 17 ist die Leuchtenachse wiederum mit 14 bezeichnet und die Leuchte ist bei
18 aufgestellt und strahlt in Richtung dieser Achse ab. Die Lichtstärken in Candela
sind auf der Linie 5 abgetragen und die konzentrischen Kreise um den Auf stellungsort
18 der Leuchte drücken in Verbindung mit den in Grad angegebenen Abweichungen von
der Achse 14 ein Koordinatenwerk für die Lichtstärkenverteilung aus.
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In Figur 15 und Figur 16 ist eine Leuchte, wie sie in den Figuren
9 bis 11 dargestellt wurde, gezeigt und dieser Leuchte ist erfindungsgemäß im Lichtbündel
des austretenden Lichts eine den Austrittswinkel des Lichtbündels in horizontale
Richtungen vergrößernde optische Anordnung 9 zugeordnet.
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In Figur 15 erkennt man einen Reflektor 4,dessen reflektierende Oberfläche
mit Wölbungen 6 besetzt ist . Diesem Reflektor 4 ist eine Linsenglühlampe 31 zugeordnet,
welche einen Flanschsockel 33 hat. Dieser Flanschsockel 33 ist mit seinem Flansch
35 bei 37 mit Hilfe des Reflektorrandes in den Reflektor 4 eingeschweißt worden.
Die das Lichtbündel in horizontale Richtungen vergrößernde optische Anordnung besteht
bei dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel aus vertikal verlaufenden Zy-11 linderlinsen,
welche auch in Figur 16 zu sehen sind. Die Wölbungen die-11 ser Zylinderlinsen sind
zum besseren Verständnis in der Figur 15 stark ausgeprägt dargestellt worden. Sie
können selbstverständlich auch weniger stark gekrümmt sein und können auch so angeordnet
sein, daß nur ein Teil des aus der Leuchte austretenden Lichts in horizontale Richtungen
abgelenkt wird. Man kann statt vertikaler Zylinderlinsen selbstverständlich auch
andere, den Austrittswinkel des Lichtbündels in horizontale Richtungen vergrößernde
optische Anordnungen n benutzen, zum Beispiel Prismen.
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Die in den Figuren 15 und 16 dargestellte erfindungsgemäße Leuchte
ist insbesondere dann von Vorteil, wenn etwas mehr Energie zur Lichterzeugung zur
Verfügung steht, also zum Beispiel,wenn die vom generatorbetriebene Fahrradlichtanlage
statt parallel geschalteter Scheinwerfer-und Schlußleuchten in Reihe geschaltete
Scheinwerfer- und Schlußleuchten aufweist und dadurch zum Beispiel die Leistung
der Schlußleuchte auf 1, 8 Volt 0, 9 Watt steigt.
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In Figur 17 zeigt die gestrichelte Kurve 25 die Lichtstärken, die
von einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer horizontalen Ebene, in welche die Achse
14 der Leuchte integriert ist, aufgenommen wurde. Die Kurve 24 dagegen zeigt die
Lichtstärken, welche in einer vertikalen Ebene, in welche die Leuchtenachse 14 integriert
ist, aufgenommen wurde. Man erhält also mit der erfindungsgemäßen Leuchte eine asymmetrische
Lichtverteilungskurve, welche in der Horizontalen eine größere Ausdehnung hat als
in der Vertikalen.
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In Figur 18 ist ein praktisches Anwendungsbeispiel dafür angegeben.
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Sie zeigt nahe dem rechten Straßenrand 30 einen Radfahrer 32, dessen
Schlußleuchte 18 mit einem Öffnungswinkel t von etwa 280 abstrahlt.
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Von hinten nähert sich dem Radfahrer 32 ein Kraftfahrzeug 34, dessen
Fahrer 36 sich auf dem Fahrbahnmittelstreifen 38 fortbewegt. Man erkennt, daß ein
horizontaler Abstrahlwinkel r von 280 der Schlußleuchte 18 für diese normalen Verkehrssituationen
absolut ausreichend ist. Steht jedoch etwas mehr Energie zur Verfügung, dann ist
eine Leuchte vorteilhaft,bei der die durch die Horizontale und die durch die Vertikale
aufgenommene Lichtverteilungskurve derart asymmetrisch ist, daß sie in der Horizontalen
eine größere Ausdehnung aufiweis.
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durch ist zum Beispiel die Schlußleuchte 18 auch noch für einen von
der Seite einbiegenden Verkehrsteilnehmer sichtbar, da der Abstrahlwinkel mit Hilfe
einer erfindungsgemäßen Leuchte nach Figur 15 und 16 zum Beispiel verdoppelt werden
kann.