DE3650271T2

DE3650271T2 - Anlage mit Markierungsbändern für Verkehrsflächen.

Info

Publication number: DE3650271T2
Application number: DE3650271T
Authority: DE
Inventors: Ludwig Dr Eigenmann
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1985-07-23
Filing date: 1986-07-11
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2006-07-12
Also published as: DE3650271D1; EP0422694A2; ATE119961T1; ATE85822T1; EP0422695A2; EP0210503B1; ATE120247T1; JPH0796764B2; EP0422694B1; DE3650279T2; EP0422696A3; EP0422696A2; DE3650279D1; JPS6221912A; EP0422695A3; EP0210503A1; DE3687771T2; CA1297085C; EP0422694A3; DE3687771D1

Description

Das Problem der Verkehrssicherheit, besonders bei Nacht, hat einen beträchtlichen Aufwand für Forschungsarbeiten und Versuche veranlaßt. Die Anmelderin hat dazu einen beträchtlichen Beitrag geleistet, und zwar auf dem besonderen Gebiet der horizontalen Straßenmarkierungen, d.h., der Markierungen, durch die der Kraftfahrzeuglenker unter allen Beleuchtungs- und Witterungsbedingungen schnell genaue Informationen über die Beschaffenheit der Straße - Kurven, Kreuzungen, Umleitungen, Hindernisse usw. - erhalten kann.
Außer zahlreichen die Verkehrssicherheit bei Nacht betreffenden Erfindungen, bei denen rückstrahlfähige Elemente verwendet werden, hat die Anmelderin Systeme entwickelt, die selbst eine Lichtquelle enthalten. Bei besonders starkem Nebel oder Dunst sind derartige Systeme wirksamer als Systeme mit rückstrahlfähigen Elementen. Aber auch die Wirksamkeit der letzteren Systeme ist in den letzten Jahren immer weiter verbessert worden, wozu auch Entwicklungen der Anmelderin beigetragen haben.
In den italienischen Patenten 982 743 und 990 780 und in dem entsprechenden USA-Patent 3 996 556 hat die Anmelderin die Entwicklung eines Markierungsbandes unter Schutz gestellt, das sein eigenes Licht abgibt. Dieses Licht wird durch Glüh- oder Leuchtstofflampen erzeugt oder durch Leuchtpigmente, die durch sichtbares und sogar durch nicht sichtbares Licht aktiviert werden.
Diese Lichtquellen sind jedoch einerseits den Beanspruchungen durch den Verkehr nicht sehr gut gewachsen und haben andererseits nur eine ziemlich kurze Lebensdauer, wenn sie ständig leuchten, z.B. während der Nachtstunden. Ferner spielt der Energiebedarf eine Rolle, insbesondere wenn der Strom von Akkus geliefert wird, wie dies in der Praxis der Fall ist.
Ein interessanter Stand der Technik geht aus der DE-A-24 17 584 (siehe Oberbegriff des Anspruches 1) hervor. Danach wird auf der Fahrbahnoberfläche ein ununterbrochenes Trägerband angebracht, das mit einer Reihe von vorstehenden Elementen versehen ist, die lichtemittierende Mittel enthalten. Das Band ist mit einer lichtempfindlichen Einrichtung versehen, die auf das Licht von den Scheinwerfern von sich nähernden Fahrzeugen dadurch anspricht, daß sie die lichtemittierenden Mittel des Bandes einschaltet. Im Energie zu sparen, kann zwischen der lichtempfindlichen Einrichtung und einem ihr zugeordneten Schalter zum Einschalten der Lichtquellen ein Verzögerungsglied vorgesehen sein.
Ein anderer Stand der Technik ist in der FR-A-854 390 angegeben, in der vorgeschlagen wird, in Fahrbahnen an von Verkehrssignalen gesteuerten Stellen Gruppen von Lampen anzuordnen, die synchron mit der Verkehrssignalanlage aktiviert werden.
Schließlich sei auf BATIR, Band 149, Nr. XLIII, Le Bâtiment, Paris, FR, "Nouveau système de signalisation urbaine" hingewiesen. Dort wird ein Signalsystem angegeben, in dem auf Fahrbahnen grüne, orangefarbene und rote Leuchtbänder angebracht werden, die durch ein zugeordnetes Befehlssystem aktiviert werden.
Die Erfindung betrifft die Schaffung eines Systems mit einem vorgefertigten bandartigen leuchtenden Fahrbahnmarkierungs-Verbundmaterial, das zur Verbesserung der Verkehrssicherheit mit Verkehrssignalen zusammenarbeitet.
Das erfindungsgemäße System besitzt ein vorgefertigtes bandartiges Fahrbahnmarkierungs-Verbundmaterial für horizontale Straßenmarkierungen in Form eines Markierungs-Verbundbandes, das in Kombination umfaßt:
ein auf der Fahrbahnoberfläche anzubringendes, ununterbrochenes Trägerband,
eine Reihe von vorstehenden durchsichtigen Elementen, die an vorherbestimmten, längs des Trägerbandes verteilten Stellen angeordnet sind und lichtempfindliche Mittel enthalten, und
eine auf dem Trägerband vorgesehene lichtempfindliche Einrichtung,
wobei in dem System die lichtempfindliche Einrichtung über Lichtleitfasern von einer Verkehrssignalanlage kommendes Licht empfängt und auf Grund dessen die auf dem Trägerband vorhandene lichtemittierende Einrichtung zum Erzeugen einer der Farbe des Verkehrssignals entsprechenden Farbe veranlaßt.
Das System kann so ausgebildet sein, daß die lichtempfindliche Einrichtung über einen Verstärker einen Mikroschalter betätigt. Ferner kann das System so ausgebildet sein, daß der Mikroschalter im geschlossenen Zustand ein Speisen der lichtemittierenden Einrichtung von einer elektrischen Stromquelle gestattet.
Die lichtemittierenden Mittel sind vorzugsweise Leuchtdioden.
Das Trägerband kann mit einer Photozelle versehen sein, die auf Lichtstrahlenbündel von den Scheinwerfern von sich nähernden Kraftfahrzeugen anspricht. Dabei ist die Anordnung derart, daß die von den Lichtstrahlenbündeln aktivierte Photozelle ein Speisen der längs des Trägerbandes angeordneten lichtemittierenden Mittel gestattet.
Zunächst sei das Markierungsband betrachtet. Gemäß der Erfindung wird auf der Fahrbahnoberfläche ein Markierungs- Leuchtband angebracht, das nicht nur eine bloße Verbesserung gegenüber dem Band der vorgenannten Art, sondern tatsächlich eine wichtige Innovation darstellt, durch die die neuesten dem vorliegenden Zweck dienenden technischen Erkenntnisse zum Lösen der Aufgabe sinnreich kombiniert werden. Wenn beispielsweise an diese entsprechend dotierten Halbleiter ein Potential von z.B. 12 V angelegt wird, emittieren die Photonen, so daß sie leuchten und bei Nacht über weite Entfernungen erkennbar sind. Es wird viel weniger Strom verbraucht als zum Erzeugen derselben Lichtmenge mit einer Glühlampe. Das erzeugte Licht kann mehr oder weniger stark fokussiert werden, und je nach dem verwendeten Dotierstoff können bestimmte Farben erzeugt werden. Überraschenderweise hat es sich ferner gezeigt, daß Leuchtdioden den verkehrsbedingten Schwingungen gewachsen sind, die eine beträchtliche Stärke haben, auch wenn sie von den menschlichen Sinnesorganen nicht deutlich wahrgenommen werden.
Die Leuchtdioden werden längs des Markierungsbandes verteilt und in geeigneten Abständen voneinander angeordnet (die ohne Einschränkung darauf ein Vielfaches von 10 cm betragen können). Sie sind im Innern von vorstehenden durchsichtigen Kapseln enthalten, die in dem Markierungsband selbst eingebettet sind, wie dies in der nachstehend beschriebenen schematischen Darstellung deutlich erkennbar ist.
Im Rahmen der Erfindung werden für bestimmte Zwecke ferner Glühfaden- oder Halogen-Mikrolampen verwendet, die nachstehend näher erläutert und die von einer externen Stromquelle gespeist werden. In all diesen Fällen wird der Stromverbrauch der Stromquelle auf dem absoluten Minimum gehalten. Der Strom wird von Solarphotozellen, von einer Reihe von Akkumulatoren oder - wie vorstehend erwähnt - von einem üblichen Stromversorgungsnetz geliefert.
Allen Varianten der Erfindung gemeinsam ist die Tatsache, daß das Markierungs-Leuchtband durch das von den Scheinwerfern des sich nähernden Fahrzeuges kommende Licht aktivierbar ist. In diesem Fall wird das Markierungsband durch einen Befehl während der erforderlichen Zeit aktiviert. Gemäß dem beigefügten Anspruch 1 besteht ein wichtiges Merkmal der Erfindung darin, daß das Markierungsband durch das Licht von Verkehrssignalanlagen aktivierbar ist.
Sehr wichtig ist es, daß das Markierungs-Leuchtband als Straßenmarkierung für verschiedene Anzeigen verwendet werden kann, z.B. daß Licht in einer bestimmten Farbe zum Anzeigen des Vorhandenseins von Eis auf der Straße verwendet werden kann.
In allen betrachteten Fällen werden für bei Nacht wirksame Straßenmarkierungen auch rückstrahlfähige Elemente verwendet. Dies kann besonders vorteilhaft sein, wenn in Notfällen die erfindungsgemäß vorgesehenen Haupt-Straßenmarkierungseinrichtungen nicht leuchten, weil aus irgendeinem Grund der Strom unterbrochen ist.
Die vorgenannten rückstrahlfähigen Elemente können von der in den US-PSen 4 072 403, 4 469 645 und R 31 291 beschriebenen Art sein.
Nachstehend werden anhand der nachstehenden schematischen Zeichnungen verschiedene Anwendungsformen der Erfindung erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch das Markierungsband mit den darauf angebrachten Lichtquellen und erläutert die die Lichtquelle aktivierende Einrichtung, die auf das Licht von den Scheinwerfern des sich nähernden Kraftfahrzeuges anspricht.
Figur 2 zeigt schematisch das von dem Licht einer Verkehrssignalanlage aktivierte Markierungs-Leuchtband.
Figur 3 zeigt das längs einer Kurve verlegte Markierungs-Leuchtband.
Figur 4 zeigt ein Markierungs-Leuchtband, dessen Leuchtelemente mit von Solarzellen erzeugtem Strom gespeist werden und in dem den Leuchtelementen katadioptrische Prismen benachbart sind.
Figur 5 zeigt ein nichteinschränkendes Beispiel einer Schaltung für die in Figur 4 dargestellte Anordnung.
Nachstehend werden anhand der vorgenannten schematischen Darstellungen die Erfindung und verschiedene Alternativen näher untersücht.
Gemäß der Figur 1 wird der Mikroschalter 1 von der Photozelle 3 über den Mikroverstärker 2 betätigt. Die Mikrofokussierlinse 4 dient zum Bündeln der von den Scheinwerfern des sich nähernden Kraftfahrzeuges kommenden Lichtstrahlenbündel 5 auf die Photozelle 3 und können so orientiert sein, daß sie ein bestimmtes Lichtstrahlenbündel für die Betätigung auswählen.
Wenn die Photozelle 3 ein Schließen des Mikroschalters 1 bewirkt, fließt der von der Quelle 10 kommende Strom durch die Leiter 9 zu den Z.B. aus Leuchtdioden bestehenden Lichtquellen 6, die im Innern der auf dem Markierungsband 8 montierten, vorstehenden durchsichtigen Körper 7 angeordnet sind. Die Leiter 9 können aus einem Netzwerk aus Messing bestehen uund können in dem Körper oder in dem Bindemittel des Bandes 8 eingebettet sein. Die Stromquelle 10 kann eine klassische Stromquelle sein oder aus einem Photoelement oder aus Photoelementbatterien bestehen, wie nachstehend näher erläutert wird. Man kann auch Lichtquellen 6 in verschiedenen Farben, z.B. abwechselnd Rot und Grün, zusammen mit Zeitschaltern oder dergl. vorsehen, die die Lichtquellen zu verschiedenen Zeiten einschalten. In diesem Fall sind anstelle von zwei Leitern drei Leiter 9 vorhanden.
Gemäß der Figur 2 gelangt das von einer Verkehrssignalanlage 11 kommende Licht durch Lichtleitfasern zu Gruppen von Mikroverstärkern, Photozellen und Mikroschaltern, die den vorstehend beschriebenen ähneln und zum Einschalten der auf den Bändern 13 und 13' angeordneten Lichtquellen dienen, die je nach der Farbe des Lichts der Ampel eine rote oder grüne Farbe erzeugen.
Eine andere Anwendung der Erfindung ist in der Figur 3 dargestellt. Die von den Scheinwerfern des Fahrzeuges 14 kommenden Lichtstrahlenbündel treten durch Einrichtungen, die den vorstehend beschriebenen ähneln, und bewirken, daß die längs des Bandes 15 angeordneten Lichtquellen eingeschaltet werden. Diese Lichtquellen sind längs einer Kurve der Straße angeordnet, so daß der Fahrer des sich nähernden Kraftfahrzeuges diese Kurve erkennen kann.
Ein Markierungsband dieser Art ist besonders bei Nebel an beleuchteten Stopzeichenleuchten nützlich.
Vorstehend wurde bereits darauf hingewiesen, daß die Leuchtdioden mit elektrischer Energie gespeist werden können, die von Solarzellen oder Photoelementbatterien erzeugt wird. Ein derartiges System stellt eine der Ausführungsformen zum Vervollständigen des Erfindungsgegenstandes dar.
Auf dem in Figur 4 dargestellten Straßenmarkierungsband 42 sind Solarzellen 44 angebracht. Diese sind in der Nähe von rückstrahlfähigen Elementen angeordnet, die in der Figur als katadioptrische Prismen 46 dargestellt sind. Dies sind die rückstrahlfähigen Einheiten, die der Gegenstand des vorgenannten USA-Patents 31 291 der Anmelderin sind. Die hier dargestellten katadioptrischen Prismen sind unterhalb der Solarzellen angeordnet. Vorstehend wurde jedoch bereits darauf hingewiesen, daß sie im Rahmen der Erfindung auch zunächst den Solarzellen oder im Abstand von ihnen angeordnet werden können.
Die Anordnung der Leuchtdioden 48 ist nur ein in keiner Weise einschränkendes Ausführungsbeispiel.
Am Anfang des Markierungsbandes 42 ist ein schematisch dargestellter Steuerungskasten 50 vorgesehen, der einen Lichtempfänger 52, eine oder mehrere Batterien 54 und Zeitgeber enthält. Die im Innern des Kastens 50 angeordneten Teile sind beispielsweise gemäß der Figur 5 miteinander verbunden. Dort ist erkennbar, wie die Solarzellen 44 die Batterien 54 speisen, um deren volle Ladung aufrechtzuerhalten.
Der Lichtempfänger 52 besteht im wesentlichen aus einer Photozelle oder einem Phototransistor und aus einem Mikroschalter. Wenn der Lichtempfänger 52 das von den Scheinwerfern 58 eines sich nähernden Kraftfahrzeuges kommende Licht empfängt, wird durch eine geeignete Übertragungseinheit 60 und Widerstände 62 der Stromkreis geschlossen, über den den Leuchtdioden 48 von den Batterien 54 Strom zugeführt wird. Der Stromkreis braucht weder sofort geschlossen zu werden und noch dauernd geschlossen zu bleiben. Durch ein Verzögerungsglied 64 kann zwischen dem Zeitpunkt, in dem das von den Scheinwerfern 58 kommende Lichtstrahlenbündel auf den Lichtempfänger 52 fällt, und dem Aufleuchten der Leuchtdioden 48 eine Verzögerungszeit eingeführt werden. Ferner können durch einen Zeitgeber 66 die Leuchtdioden 48 abwechselnd einund ausgeschaltet werden, so daß sie im Blinkbetrieb arbeiten.
Der Lichtempfänger 52 und die Zeitglieder 64 und 66 sind auf dem Markt ohne weiteres erhältlich, ebenso die gewöhnlich aus geschichteten Siliciumkristallen bestehenden Photoelementbatterien. Die Leuchtdioden haben nur einen geringen Stromverbrauch.
Es sei betont, daß die in der Figur 5 dargestellte Schaltung nur ein Ausführungsbeispiel ist und daß im Rahmen der Erfindung auch jede andere Schaltung verwendet werden kann, die die verschiedenen im Rahmen der Erfindung verwendeten Teile derart miteinander verbindet, daß dieselben Ergebnisse erzielt werden.

Claims

1. System mit einem vorgefertigten bandartigen Strassenmarkierungs-Verbundstoff zum horizontalen Markieren von Straßen, in form eines Markierungs-Verbundbandes, umfassend in Kombination:

a) ein auf der Fahrbahnoberfläche anzubringendes, ununterbrochenes Trägerband (8, 12, 13, 42),

b) eine Reihe von vorstehenden durchsichtigen Elementen (7, 48), die an vorherbestimmten, längs des Trägerbandes verteilten Stellen angeordnet sind und lichtemittierende Mittel enthalten; und

c) eine auf dem Trägerband vorgesehene lichtempfindliche Einrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche Einrichtung über Lichtleitfasern von einer Verkehrssignalanlage kommendes Licht empfängt und auf Grund dessen die auf dem Trägerband vorhandene lichtemittierende Einrichtung zum Erzeugen einer der Farbe des Verkehrssignals entsprechenden Farbe veranlaßt.

2. System nach Anspruch 1, in dem die photoempfindliche Einrichtung über einen Verstärker einen Mikroschalter betätigt.

3. System nach Anspruch 2, in dem der Mikroschalter im geschlossenen Zustand ein Speisen der lichtemittierenden Einrichtung durch eine elektrische Stromquelle gestattet.

4. System nach Anspruch 3 mit einem einen Zeitgeber enthaltenden Steuerschalter, der bewirkt, daß die lichtemittierende Einrichtung im Bllnkbetrieb arbeitet.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in dem die lichtemittierende Einrichtung aus Leuchtdioden besteht.

6. System nach einem der Ansprüche 1 bis 5, in dem das Trägerband eine Photozelle aufweist, die auf Lichtstrahlenbündel von den Scheinwerfern von sich nähernden Kraftfahrzeugen anspricht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die durch die Lichtstrahlenbündel aktivierte Photozelle eine Speisung der lichtemittierenden Einrichtung gestattet.