DE4433084A1

DE4433084A1 - Anlaufgeschützter Spiegel

Info

Publication number: DE4433084A1
Application number: DE4433084A
Authority: DE
Inventors: Jun Anton Kreckl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-03-21

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiegel, insbesondere einen Straßenverkehrsspiegel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Straßenverkehrsspiegeln besteht in den kalten Jahreszeiten das Problem, daß die Spiegelflächen morgens beschlagen und/oder vereisen und somit zeitweilig, insbesondere während der morgendlichen Hauptverkehrszeiten nicht brauchbar sind.

Die Ursache dafür liegt darin, daß die Körper der Straßenverkehrsspiegel über Nacht auf die Umgebungstemperatur abkühlen und sich in den Morgenstunden aufgrund ihrer relativ großen Masse langsamer erwärmen als die Umgebungsluft. Feuchtigkeit, die die erwärmte Umgebungsluft mit sich führt, schlägt sich an der kälteren Spiegelfläche nieder und vereist im Winter oftmals. Der Straßenverkehrsspiegel wird erst wieder brauchbar, wenn sich seine Temperatur der Umgebungstemperatur angepaßt hat. Da die Umgebungstemperatur z. T. über mehrere Stunden hinweg schneller ansteigt, als sich die Temperatur des Spiegelkörpers anpassen kann, dauert es oft mehrere Stunden, bis der Straßenverkehrsspiegel wieder brauchbar wird.

Um den Umfang des Beschlagens und Vereisens von Spiegeln oder Glasscheiben zu verringern werden Heizvorrichtungen verwendet.

Eine solche Heizvorrichtung ist aus der DE-OS 23 25 015 bekannt. Dort wird ein Straßenverkehrsspiegel vorgeschlagen, bei dem auf der Rückseite des Spiegelglases ein Heizwiderstand befestigt ist. Die Speisung des Heizwiderstandes mit dem Strom einer Stromquelle erfolgt mit Hilfe einer Steuerschaltung, die über zwei Thermostate die Temperaturwerte der Umgebungsluft bzw. des Spiegelglases bestimmt.

Eine weitere Heizvorrichtung für Spiegel ist aus der DE 38 25 164 C2 bekannt. Dort wird ein Rückblickspiegel für Kraftfahrzeuge vorgeschlagen, dessen Trägerplatte selbst als Heizelement ausgebildet ist.

Eine weitere Form von Heizungen für Naßraumspiegel oder Auto-Glasscheiben ist beispielsweise aus der DE 41 28 735 A1 und der DE 39 12 512 C2 bekannt. Dort werden zwischen zwei einzelnen Scheiben einer Verbundglasscheibe durchsichtige Flächenbeschichtungen vorgesehen, die als Heizwiderstand dienen.

Bei allen derartigen elektrischen Heizvorrichtungen sind aufwendige und teure Konstruktionen erforderlich.

Zudem ist für den Betrieb eine Stromversorgung erforderlich. Dazu muß entweder ein Kabel zum Straßenverkehrsspiegel hin verlegt werden oder es muß eine Fotovoltaik-Anlage vorgesehen werden, die den gewonnenen Strom in einem Akkumulator speichert. Diese Stromversorgung macht eine ebenfalls aufwendige und teuere Installation erforderlich.

Wenn die Heizvorrichtung bereits bei geringsten Temperaturunterschieden den Heizvorgang aufnimmt, verbraucht sie sehr viel Strom. Dies verursacht bei einer Stromversorgung über ein Kabel hohe Stromkosten. Bei einer fotovoltaischen Stromversorgung wären nachteilhaft große Fotoelementeinheiten und Akkumulatoren erforderlich. Wird die Heizvorrichtung dahingegen erst bei einem größeren Temperaturunterschied aktiv, so kann trotzdem noch ein kurzzeitiges Beschlagen des Spiegels auftreten.

In der letzten Zeit werden anstelle der Glasspiegel auch Metallspiegel verwendet. Metallspiegel haben ein günstigeres Verhältnis von Masse zu Volumen als Glasspiegel und beschlagen oder vereisen daher nicht so stark wie diese. Jedoch ist der Effekt des Beschlagens oder Vereisens nach wie vor zu groß, um einen sicheren Straßenverkehr zu gewährleisten. Daher müssen auch bei Metallspiegeln Heizvorrichtungen eingesetzt werden, was ebenfalls die genannten Nachteile zur Folge hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Spiegel zu schaffen, der den Umfang des Beschlagens und/oder Vereisens auch ohne die Verwendung einer insbesondere elektrischen Heizeinrichtung in ausreichendem Maße verringern soll.

Die vorstehende Aufgabe wird gemäß der Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung weist der Spiegel somit einen Spiegelkörper und eine Trägereinrichtung auf. Der Spiegelkörper umfaßt eine Spiegelplatte und eine zusätzliche Platte, die hinter der Spiegelplatte zu dieser parallel im Abstand so angeordnet ist, daß eine zwischen der Spiegelplatte und der hinteren Platte befindliche und sich deren Temperaturen anpassende Luftsäule bei steigender Temperatur der Umgebungsluft des Spiegelkörpers absinkt und so zwischen der Spiegelplatte und der hinteren Platte eine diese erwärmende Luftströmung entsteht.

Aufgrund des doppelwandigen Aufbaus des Spiegels verringert sich der Umfang des Beschlagens in einem solchen Maße, daß eine Heizvorrichtung nicht mehr erforderlich ist, um bei einer Verwendung als Straßenverkehrsspiegel einen sicheren Straßenverkehr zu gewährleisten. Weitere Kosten werden dadurch eingespart, daß der Spiegel wartungsfrei ist und zudem keine Stromversorgung erforderlich ist.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 5.

Zur Herstellung der Spiegelplatte und der dahinter angeordneten Platte können die gleichen Werkzeuge verwendet werden, was die Produktion vereinfacht. Die Herstellung der Spiegelplatte und der hinteren Platte aus dem gleichen Grundmaterial bewirkt eine gleichmäßige Luftströmung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend beispielsweise anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 einen Straßenverkehrsspiegel eines ersten Ausführungsbeispiels in Vorder-, Seiten- und Rückansicht und

Fig. 4 einen Schnitt, der den Spiegelkörper eines Straßenverkehrsspiegels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt.

In den Fig. 1 bis 3 ist ein Straßenverkehrsspiegel eines ersten Ausführungsbeispiels mit einem Spiegelkörper 1 dargestellt, der an einem Pfosten 3 oder dergleichen befestigt ist.

Der Spiegelkörper 1 weist eine vorderseitige, rechteckige Spiegelplatte 4 und eine gleich bemessene Rückwandplatte 5 auf, die parallel zur Spiegelplatte 4 mit einem Abstand A hinter dieser angeordnet ist. Die funktionelle Bedeutung des Abstandes A sowie die Festlegung seiner Größe werden später beschrieben. Ein Rahmen 6 liegt auf der Vorderseite der Spiegelplatte 4 auf. Von der Rückseite des Rahmens 6 ragen im Außenbereich vier Bolzen 7 senkrecht nach hinten weg. Diese Bolzen 7 sind durch Löcher 8 hindurchgeführt, die entsprechend in der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5 ausgebildet sind. Zum Festlegen des Abstandes A sind zylindrische Abstandsstücke 9 zwischen der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5 über die Bolzen 7 geschoben. Hinter der Rückwandplatte 5 ist ein Träger mit vier Trägerarmen 10 angeordnet. Im Bereich des Endes eines jeden Trägerarms 10 ist ein Loch 10 ausgebildet, durch das jeweils der entsprechende Bolzen 7 hindurchgeführt ist. Die hinter den Trägerarmen 10 herausragenden Endabschnitte der Bolzen 7 sind mit einem Gewinde versehen, auf das jeweils eine Mutter 11 aufgeschraubt ist, so daß die Spiegelplatte 4 und die Rückwandplatte 5 bündig an den Abstandsstücken 9 anliegen und die Teile zueinander gesichert sind. Die Trägerarme 10 sind X-förmig ausgebildet. Am zentralen Verbindungsbereich der Trägerarme 10 ist eine Rohrschelle 2 befestigt, mittels der der Spiegelkörper 1 am Pfosten 3 befestigt ist. Eine Signalwirkung wird durch eine entsprechende Farbgebung der Vorderseite des Rahmens 6 erzielt.

Die Wirkungsweise des Spiegelkörpers 1 wird nun anhand der Fig. 3 beschrieben. Zwischen der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5 befindet sich eine Luftsäule L_S. Während sich die Umgebungsluft L_U des Spiegels in den Morgenstunden erwärmt, behält die Luftsäule L_S anfänglich die Temperatur ihrer Umgebung, d. h. die der beiden Platten bei. Aufgrund der Erwärmung nimmt die spezifische Dichte γ_U der Umgebungsluft L_U ab, während die spezifische Dichte γ_S der Luftsäule gleichbleibt. Durch den so entstehenden Dichteunterschied zwischen der Dichte γ_U der Umgebungsluft L_U und der Dichte γ_S der Luftsäule L_S beginnt die Luft der Luftsäule L_S aufgrund der Gravitationskraft nach unten aus dem Spiegelkörper 1 heraus abzusinken und es entsteht eine Luftströmung zwischen der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5.

Die von oben nachfließende Umgebungsluft L_U ist wärmer als die Spiegelplatte 4 und die Rückwandplatte 5 und gibt Wärme an die beiden Platten ab, bis sie deren Temperatur angenommen hat. Dabei nimmt ihre Dichte γ zu, wodurch wiederum ein Dichteunterschied zur Umgebungsluft L_U entsteht und somit die Luftströmung zwischen der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5 erhalten bleibt. Erst wenn die Spiegelplatte 4 und die Rückwandplatte 5 die gleiche Temperatur wie die Umgebungsluft L_U angenommen haben, d. h. Temperatur und Dichte der Luftsäule L_S gleich der der Umgebungsluft L_U sind, kommt die Luftströmung zum Stillstand. Wenn sich die Platten am Abend langsamer abkühlen als die Umgebungsluft, kehrt sich die Richtung der Luftströmung um.

Die Luftströmung, durch die warme Luft zwischen die Platten (4 und 5) gesaugt wird, bewirkt ein schnelles Erwärmen der beiden Platten, so daß die Erwärmung der Spiegelplatte 4 nur in geringem Maße hinter der der Umgebungsluft hinterherhinkt. Der Umfang des Beschlagens und des Vereisens der Spiegelplatte wird dadurch so weit verringert, daß ein sicherer Straßenverkehr gewährleistet wird.

Vom Abstand A zwischen der Spiegelplatte 4 und der Rückwandplatte 5 hängen der Zeitpunkt des Entstehens der Luftströmung und die eingesaugte Menge der wärmeren Umgebungsluft L_U ab. Damit die Luftströmung einerseits möglichst bei einem bereits geringen Wärme- bzw. Dichteunterschied zwischen der Umgebungsluft L_U und der Luftsäule L_S entsteht, muß der Abstand A gering gewählt werden. Andererseits ist es zweckmäßig den Abstand A nicht zu gering zu wählen, damit genügend warme Luft eingesaugt und die Spiegelplatte 4 anfänglich nicht nur in ihrem oberen Teil erwärmt wird. Bei der Wahl des Abstands A sind auch die Materialien zu berücksichtigen, die für die Spiegelplatte 4 und die Rückwandplatte 5 verwendet werden. Erste Laborversuche ergaben, daß z. B. bei einem Straßenverkehrsspiegel aus Metall mit einer 80 cm hohen Luftsäule L_S ein Abstand A von 2 cm geeignet ist.

Für die Fließgeschwindigkeit v einer Luftsäule L_S zwischen zwei Platten gilt gemäß dem sogenannten Thermosiphoneffekt allgemein

wobei
g die Gravitationsbeschleunigung,
γ_U die Dichte der warmen Umgebungsluft,
γ_S die Dichte der kalten Luft der Luftsäule,
Δγ = γ_U-γ_S die Dichtedifferenz und
p_dyn = Δγ · h die dynamische Druckhöhe mit
h als der Höhe der Luftsäule L_S ist.

Die einfließende warme Umgebungsluft L_U hat eine geringere Dichte als die unten ausfließende kalte Luft. D. h., die Dichte der Luft in der Luftsäule nimmt nach unten hin allmählich zu. Daher kann diese Formel, die von einer konstanten Dichte ausgeht, nur für eine angenäherte Berechnung der Geschwindigkeit verwendet werden.

Die Spiegelplatte 4 ist aufgrund des im Vergleich zu Glasspiegeln günstigeren Verhältnisses zwischen Masse und Oberfläche der Platte hier aus einem dafür geeigneten Metall hergestellt. Alternativ kann aber auch eine Glasspiegelplatte verwendet werden. Weiterhin ist die Rückwandplatte 5 hier aus dem gleichen Grundmaterial wie die Spiegelplatte 4 hergestellt. Sie kann jedoch auch aus einem anderen Material hergestellt werden, was sich abhängig von ihrem Erwärmungsverhalten auf die Geschwindigkeit und das Strömungsverhalten der Luftströmung auswirken kann.

Bei einem in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel werden zwei für runde Straßenverkehrsspiegel übliche, runde Metallschalen 20 bzw. 21 verwendet, die parallel zueinander und beabstandet angeordnet sind. Dabei ist die Oberfläche der vorderseitigen Platte 20 so beschaffen, daß sie als konvexer Spiegel dient. Im Rand der hinteren Metallschale 21 sind Löcher 22 ausgebildet. Von der Rückseite der vorderen Metallschale 20 aus ragen entsprechende Bolzen 23 nach hinten weg, die durch die Löcher 22 geführt sind. Zum Festlegen des Abstandes A sind zwischen den Metallschalen 20 bzw. 21 Abstandsstücke 24 über die Bolzen 23 geschoben. Die nach hinten aus der hinteren Metallschale 21 herausragenden Enden der Bolzen 23 sind an einer Trägereinrichtung 25 angeschweißt. Die Befestigungseinrichtung und der Pfosten sind hier zur Vereinfachung nicht dargestellt.

Weiterhin sind alternativ zu den aufgeführten Ausführungsbeispielen auch Spiegelkörperanordnungen möglich, bei denen beispielsweise eine Rahmeneinrichtung eine Spiegelplatte und eine Rückwandplatte einfaßt. Dabei muß der Rahmen so aufgebaut sein, daß an der Ober- und an der Unterseite des Spiegelkörpers jeweils eine entsprechende Öffnung vorgesehen ist, damit die Luftströmung möglich ist.

Neben der Verwendung als Straßenverkehrsspiegel ist ein derartiger Spiegel auch in anderen Bereichen, beispielsweise in Räumen mit wechselnder Temperatur oder wechselnder Luftfeuchtigkeit, wie in Badezimmern, oder in der Fahrzeugtechnik als Außenrückblickspiegel einsetzbar.

Claims

1. Spiegel, insbesondere Straßenverkehrsspiegel, der einen Spiegelkörper (1) mit einer Spiegelplatte (4; 20) und eine Trägereinrichtung (2, 10; 25) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegelkörper (1) zusätzlich eine Platte (5; 21) aufweist, die hinter der Spiegelplatte (4; 20) zu dieser parallel im Abstand (A) so angeordnet ist, daß zwischen der Spiegelplatte (4; 20) und der hinteren Platte (5; 21) eine Luftströmung entsteht.

2. Spiegel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

- daß die Spiegelplatte (4) und die hintere Platte (5) im Randbereich Löcher (8) aufweisen,
- daß ein vorderseitig auf der Spiegelplatte (4) aufliegender Rahmen (6) rückseitig wegragende und durch die Löcher (8) geführte Bolzen (7) aufweist,
- daß Abstandsstücke (9) zwischen der Spiegelplatte (4) und der hinteren Platte (5) zum Festlegen des die Luftströmung erzeugenden Abstands (A) über die Bolzen (7) geschoben sind und
- daß die Endabschnitte der Bolzen (7) an der Trägereinrichtung (2, 10; 25) befestigt sind.

3. Spiegel nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelplatte (4; 20) aus Spiegelglas oder Metall hergestellt ist.

4. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Platte (5; 21) die gleichen Abmessungen wie die Spiegelplatte (4; 20) aufweist.

5. Spiegel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die hintere Platte (5; 21) aus dem gleichen Grundmaterial wie die Spiegelplatte (4; 20) hergestellt ist.