-
BEREICH DER
ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft ein selbstleuchtendes Markierungssystem
und eine ein solches System umfassende Straßenmarkierungsvorrichtung,
die als Leitlinie, als Randlinie, als Haltlinie und als Fußgängerüberweg installiert
ist für
den Zweck, Fahrer und Fußgänger auf
sich aufmerksam zu machen und ihren Blick zu lenken, wobei derartige Vorrichtungen
z.B. in US-A-4 050 834 offengelegt werden.
-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Zu
Beispielen für
Straßenmarkierungsvorrichtungen
zählt auch
ein einbettbarer selbstleuchtender Markiernagel. Diese Art von Markiernagel
umfasst ein transparentes Element aus einer Kunstharzlinse (z.B.
Polycarbonat) und eine Leuchteinheit, die unter dem transparenten
Element angeordnet ist und aus einem Leuchtkörper und einem Kondensator
zusammengesetzt ist. Der Leuchtkörper
strahlt Licht aus, wenn er eine vom Kondensator zugeführte Leistung
erhält,
und das ausgestrahlte Licht wird durch das transparente Element
durchgelassen und nach außen
gestrahlt. Wenn derartige Markiernägel die Mittellinie einer Straße definieren,
ist die Mittellinie beleuchtet, um bei Nacht oder in einem Tunnel
fahrenden Fahrern zu helfen.
-
Als
Stand der Technik beschreibt die japanische Patent-Auslegeschrift Nr.
H8-189016 (JP-A-189016/1996) ein Verfahren zum Ausrüsten des
Unterteils eines Markiernagels mit einem aus einer Kunstharzlinse
bestehenden transparenten Element. Speziell sind am Rand des transparenten
Elements entlang Schraubenlöcher
ausgebildet, während
in dem im Boden zu versenkenden Unterteil des Metallmarkiernagels
entsprechende Löcher
bereitgestellt sind. Das transparente Element wird durch Einschrauben
einer Schraube in jedes Schraubenloch direkt am Markiernagelunterteil
befestigt.
-
In
den Straßenmarkierungsvorrichtungen wie
selbstleuchtenden Markiernägeln
und selbstleuchtenden Verkehrszeichen ist ein Leuchtkörper für das Ausstrahlen
von Licht durch ein konventionelles selbstleuchtendes Markierungssystem
ausgelegt, wie von dem Blockdiagramm in 12 gezeigt
wird.
-
Beim
Einsatz in der Straßenmarkierungsvorrichtung
erfasst dieses System die Beleuchtungsstärke in der Straßenumgebung
und steuert den Leuchtkörper
richtig, so dass er Licht mit einer erforderlichen Helligkeit ausstrahlt.
Traditionell wird die Beleuchtungsstärke mit Hilfe einer Solarbatterieleistung oder
einem auf dem Markt erhältlichen
allgemeinen Beleuchtungsstärkesensor
erfasst.
-
In
diesem System wird allgemein eine Batterie 125 oder eine
Solarbatterie 126 als Stromquelle verwendet. Die Solarbatterie 126 wird
von einer Sekundärbatterie 127 begleitet
zum Laden einer tagsüber
erzeugten elektromotorischen Kraft. Im Gegensatz dazu geht die Leistung
der Solarbatterie 126 nachts zurück, wenn kein Licht in die
Solarbatterie 126 einfällt
und keine elektromotorische Kraft erzeugt wird. Auf der Basis der
Leistung der Solarbatterie 126 entscheidet eine Tag/Nacht-Unterscheidungsschaltung 123,
dass die Beleuchtungsstärke
in der Straßenumgebung
der von „NACHT" entspricht. Dann
wird eine LED-Ansteuerschaltung zum Zuführen von Strom von der Sekundärbatterie 127 über eine Stromversorgungsschaltung 124 zu
einer LED 120 aktiviert. Infolgedessen emittiert die LED 120 Licht.
-
Im
Gegensatz dazu ist, wenn die Batterie 125 anstelle der
Solarbatterie 126 allein verwendet wird, zusätzlich ein
Beleuchtungsstärkesensor 121 angeordnet.
Der Beleuchtungsstärkesensor 121 erkennt
die Beleuchtungsstärke
in der Straßenumgebung
und die Tag/Nacht-Unterscheidungsschaltung 123 beschließt die Straßenumgebung
auf der Basis des erkannten Ausgangs. Ist das Urteil "NACHT", wird die LED-Ansteuerschaltung
zum Versorgen der LED 120 über die Stromversorgungsschaltung 124 mit
Strom von der Batterie 125 versorgt, wodurch die LED 120 Licht
emittieren kann.
-
Mit
Bezug auf die erstere der oben erwähnten Technologien vom Stand
der Technik gibt es einige Probleme bezüglich der Befestigungsmethode des
aus einer Kunstharzlinse hergestellten transparenten Elements am
Markiernagelunterteil.
-
Genauer
gesagt, ist das transparente Element unter Belastung schwächer als
Metalle. Dementsprechend kann dort, wo das transparente Element
direkt am Markiernagelunterteil angeschraubt ist, die Kunstharzlinse
an den Schraubenlöchern
entlang übermäßiger Belastung
ausgesetzt werden, die durch die Wirkung fahrender Fahrzeuge oder
dergleichen verursacht werden kann. Unter derartiger Belastung kann
das transparente Element Risse bilden und brechen. Übrigens
kann es auch aufgrund der thermischen Hysterese, die das Ergebnis
der Differenz zwischen Sommer- und Wintertemperaturen ist, zur Rissbildung
kommen.
-
Was
das selbstleuchtende Markierungssystem betrifft, das in der Letzteren
der Technologien vom Stand der Technik beschrieben wird, so muss das
System eine ausschließliche
Beleuchtungsstärkesensoreinheit
oder ein zusätzliches
Teil oder Element in jeder Hinsicht aufweisen. Es ist daher schwierig,
die Größe der Vorrichtung
zu minimalisieren oder die Kosten durch Rationalisierung zu verringern.
Insbesondere beinhaltet die Verwendung eines allgemeinen Beleuchtungsstärkesensors
Probleme in Bezug auf seine Einbauposition, die Zunahme der Konstruktionsprozesse
und der Anzahl von Teilen und den unweigerlichen Anstieg der Kosten.
-
Um
diese Probleme zu lösen,
sieht die vorliegende Erfindung das Bereitstellen einer Straßenmarkierungsvorrichtung
vor, die einen wasserdichten Mechanismus hat und Schäden des
transparenten Elements auf bestmögliche
Weise verhindert. Die vorliegende Erfindung sieht ferner das Bereitstellen eines
selbstleuchtenden Markierungssystems vor, das eine Miniaturisierung
der Vorrichtung und eine Kostensenkung realisieren kann.
-
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
-
Zum
Lösen der
obigen Probleme wird ein selbstleuchtendes Markierungssystem nach
Anspruch 1 vorgeschlagen. Darüber
hinaus definiert Anspruch 4 eine das Markierungssystem nach Anspruch
1 umfassende Straßenmarkierungsvorrichtung.
-
In
dieser Anordnung ist das transparente Element sicher zwischen der
Abdeckung und dem Gehäuse
montiert, die kooperativ die Peripherie des transparenten Elements
festhalten, ohne eine Schraube oder einen Bolzen zu verwenden, der durch
das transparente Element dringt. In dieser Konstruktion ist das
transparente Element frei von lokalen Belastungen wie Stößen oder
Ablenkung. Die resultierende Straßenmarkierungsvorrichtung kann nicht
brechen und weist eine bemerkenswerte Dauerhaftigkeit auf.
-
Übrigens
verleiht diese Konstruktion, weil die Abdeckung den Großteil des
transparenten Elements umhüllt,
eine Schutzfunktion für
das transparente Element, das eine unzureichende mechanische Festigkeit
hat.
-
In
der obigen Anordnung kann ein Gehäuse mit einem Rand, der nach
außen
und horizontal aus einer Peripherie des oberen Endes des Gehäuses vorspringt,
und einer vertikalen Wand versehen sein, die vertikal von einem
bestimmten Abschnitt des entlang eines ganzen Umfangs davon ausgebildeten Rands
verläuft.
Ferner kann die Abdeckung eine gebogene Wand haben, die eng an einem äußeren Umfang
der vertikalen Wand angebracht sein kann. Während der äußere Umfang der vertikalen
Wand eng an der gebogenen Wand angebracht ist, ist das Gehäuse mit
der Abdeckung verschlossen und das transparente Element von dem
Rand, einem inneren Umfang der vertikalen Wand und der Abdeckung,
die kooperativ einen Umfang des transparenten Elements festhalten,
eingespannt befestigt.
-
Ferner
kann in der obigen Anordnung ein Dichtungsmaterial zwischen einer äußeren Umfangswand
des transparenten Elements und der vertikalen Wand eingefügt sein,
so dass das transparente Element mit Zwischenlegung des Dichtungsmaterials auf
die vertikale Wand presst. Alternativ kann derartiges Dichtungsmaterial
in eine Aussparung eingesetzt sein, die in der äußeren Umfangswand des transparenten
Elements gebildet ist, so dass das transparente Material mit Zwischenlegung
des Dichtungsmaterials auf die vertikale Wand presst.
-
Diese
Konstruktion dichtet das Gehäuse
hermetisch ab, indem es die Kommunikation zwischen dem Inneren und
dem Äußeren des
Gehäuses
unterbindet, was zu einer einwandfreien wasserdichten Eigenschaft
führt.
Diese Anordnung gewährleistet
einen festeren Eingriff zwischen dem transparenten Element und dem
Gehäuse,
während
sie die wasserdichte Funktion aufrechterhält. Folglich kann eine hervorragende
Kombination der Beleuchtungsfunktion und der wasserdichten Abdichtungsfunktion
erzielt werden.
-
Zum
Befestigen der Abdeckung auf dem Gehäuse können fakultativ beliebige der
folgenden Konstruktionen genutzt werden. Erstens ist in einer externen
Umfangsfläche
der vertikalen Wand und in einer inneren Umfangsfläche der
gebogenen Wand jeweils eine Schraubnut ausgebildet, wobei diese
Schraubnuten miteinander in Eingriff gebracht werden. Zweitens ist
eine Aussparung in einer äußeren Umfangsfläche der
vertikalen Wand und/oder einer inneren Umfangsfläche der gebogenen Wand gebildet,
wobei ein Dichtungsmaterial in die Aussparung eingesetzt wird. Drittens
ist an einer äußeren Umfangsfläche der vertikalen
Wand und einer inneren Umfangsfläche der
gebogenen Wand jeweils ein Grat in einer gegenseitig in Eingriff
bringbaren Beziehung ausgebildet, wobei die Grate miteinander in
Eingriff gebracht werden. Viertens haben die vertikale Wand und
die gebogene Wand jeweils ein Schraubenloch, wobei die Schraubenlöcher miteinander
in Verbindung stehen, wenn eine äußere Umfangsfläche der
vertikalen Wand eng an einer inneren. Umfangsfläche der gebogenen Wand angebracht
ist, wobei eine Schraube in diese Schraubenlöcher eingeschraubt wird. Fünftens haben
der Rand und die gebogene Wand jeweils ein Schraubenloch, wobei
die Schraubenlöcher
miteinander in Verbindung sind, wenn eine Oberseitenfläche des
Rands eng an einer Fläche
am unteren Ende der gebogenen Wand angebracht ist, wobei eine Schraube
in diese Schraubenlöcher
eingeschraubt wird. Und sechstens ist die Abdeckung mit einem Flansch
versehen, der nach außen
und horizontal von einem unteren Ende der gebogenen Wand vorspringt,
und ein Federstahl ist bereitgestellt zum engen Festspannen des
Flanschs und des Rands.
-
Wenn
die Abdeckung gemäß einer
der obigen Konstruktionen am Gehäuse
befestigt ist, kann das transparente Element, das darin untergebracht ist
und frei von einer Spannungsbeanspruchung ist, seine mechanische
Festigkeit auf einfache Weise aufrechterhalten.
-
In
Bezug auf das selbstleuchtende Markierungssystem der vorliegenden
Erfindung beginnt die Lichtmengenunterscheidungsschaltung zu arbeiten, wenn
die zweite LED für
eine bestimmte Zeit in Reaktion auf das einfallende Licht kontinuierlich
eine elektromotorische Kraft erzeugt.
-
In
dem obigen selbstleuchtenden Markierungssystem kann die Batterievorrichtung
durch eine Solarbatterie und ein Kondensatorelement ersetzt sein.
-
Angesichts
der Tatsache, dass eine LED ein Kristall mit einem p-n-Übergang
ist, wird die zweite LED ohne Anlegen einer Spannung verwendet.
Infolgedessen wird, wenn ein Licht auf die zweite LED fällt, eine
freie elektrische Ladung erzeugt und in elektrische Energie umgewandelt,
wodurch eine elektromotorische Kraft erzeugt wird. Nach der elektromotorischen
Kraft urteilend, wird die erste LED aktiviert, wenn die Lichtmenge
in der Straßenumgebung
kleiner als der vorbestimmte Pegel ist. Eine Reihe dieser Vorgänge läuft automatisch
ab.
-
Ferner
ist erwünscht,
das selbstleuchtende Markierungssystem der vorliegenden Erfindung
in Verbindung mit der Straßenmarkierungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zu nutzen, wie bereits erwähnt wurde.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
eine Vorderansicht, die die erste Ausgestaltung eines einbettbaren
selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zeigt.
-
2 ist
eine Schnittansicht der ersten Ausgestaltung.
-
3 ist
eine auseinandergezogene Darstellung der ersten Ausgestaltung.
-
4 beschreibt
die zweite Ausgestaltung eines einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
-
5 beschreibt
die dritte Ausgestaltung eines einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
-
6 beschreibt
die vierte Ausgestaltung eines einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
-
7 beschreibt
die fünfte
Ausgestaltung eines einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
-
8 beschreibt
die sechste Ausgestaltung eines einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung.
-
9 ist
ein Blockdiagramm, das eine in der Straßenmarkierungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zu verwendende Ausgestaltung des selbstleuchtenden
Markierungssystems darstellt.
-
10 erklärt die Vorgänge in der
Ausgestaltung des selbstleuchtenden Markierungssystems der vorliegenden
Erfindung.
-
11 ist
ein Schaltbild für
die Ausgestaltung des selbstleuchtenden Markierungssystems der vorliegenden
Erfindung.
-
12 ist
ein Blockdiagramm, das eine Technologie vom Stand der Technik darstellt.
-
BESTE AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
-
Im
Folgenden werden die Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
eine Vorderansicht, die die erste Ausgestaltung eines einbettbaren
selbstleuchtenden Markiernagels gemäß der Straßenmarkierungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine
Schnittansicht der ersten Ausgestaltung. 3 ist eine
auseinandergezogene Darstellung der ersten Ausgestaltung.
-
Ein
Markiernagel 1 umfasst ein rohrförmiges mit Boden versehenes
Gehäuse 3,
das ein offenes oberes Ende hat, und eine Abdeckung 2,
die mit einem über
einer Öffnung
des Gehäuses 3 anzubringenden
Abdeckungsoberteil 21 und einer lotrecht zum Abdeckungsoberteil 21 gewendeten
Wand 22 ausgebildet ist. Die Abdeckung hat auch ein im
Abdeckungsoberteil 21 ausgebildetes Fenster 25 und
eine von dem Abdeckungsoberteil 21 und der gebogenen Wand 22 umgebene
Höhlung 26.
-
Das
Gehäuse 3 hat
einen Rand 31, der nach außen und horizontal aus einer
Peripherie des oberen Endes des Gehäuses 3 vorspringt,
und eine vertikale Wand 33, die von einem bestimmten Abschnitt des
Rands 31, der entlang dem ganzen Umfang des Rands 31 ausgebildet
ist, vertikal nach oben steigt. In der Abdeckung 2 ist
die gebogene Wand 22, die lotrecht vom Abdeckungsoberteil 21 hängt, dazu
bestimmt, eng an einem äußeren Umfang
der vertikalen Wand 33 angebracht zu werden. In der äußeren Umfangsfläche der
vertikalen Wand 33 und der inneren Umfangsfläche der
gebogenen Wand 22 sind Schraubnuten 35 bzw. 24 ausgebildet.
Wenn diese Schraubnuten miteinander in Eingriff stehen, ist die Abdeckung 2 eng
und fest an dem Gehäuse 3 angebracht.
-
Die
Abdeckung 2 und das Gehäuse 3 sind aus
Metallen wie Eisen und Aluminium hergestellt.
-
In
dem Gehäuse 3 befindet
sich ein Kondensator 6. Das Gehäuse 3 ist außerdem mit
einer Leuchteinheit 5 ausgestattet, die aus einem Leuchtkörper 51,
der Licht emittiert, indem er vom Kondensator 6 zugeführten Strom
erhält,
und einer Leiterplatte 52 zusammengesetzt ist, die einen
Schaltung zum Ansteuern des Leuchtkörpers 51 trägt, und
ferner mit einem transparenten Element 4 zum Durchlassen
und Nachaußenstrahlen des
vom Leuchtkörper 51 emittierten
Lichtes ausgestattet ist.
-
Der
Kondensator 6 ist mit einer Lithiumbatterie oder derartigen
Batterie, einer Bleisäurebatterie oder
einem Ladegerät
wie einem elektrischen Doppelschichtkondensator geladen. In dieser
Ausgestaltung benötigt
der Markiernagel keine andere Stromversorgungseinheit, wenn die
Stromquelle eine Lithium- oder ähnliche
Batterie ist. Andererseits sollte im Fall einer Bleisäurebatterie
oder eines Ladegeräts wie
einem elektrischen Doppelschichtkondensator eine kommerzielle Stromquelle
oder eine gemeinsame Solarbatterie als Aufladungsstromquelle damit kombiniert
werden. Für
den Gebrauch einer Solarbatterie wird sie unter dem transparenten
Element 4 angeordnet, um das durch das transparente Element 9 hindurchgelassene
Sonnenlicht aufzunehmen, wodurch der Kondensator 6 mit
dem elektrischen Strom der Solarbatterie aufgeladen werden kann.
Die Lage der Solarbatterie darf allerdings nicht begrenzt werden
und die Solarbatterie kann z.B. vom Markiernagel getrennt sein.
-
Wie
bei Leuchteinheit 5 ist der Leuchtkörper 51 geeignetermaßen ausgewählt aus
einer lichtemittierenden Diode (LED), einer Halogenlampe, einer Metall-Halogen-Lampe,
einer Kathodenstrahlröhre, Elektrolumineszenz,
einer Xenonlampe und so weiter. Der Leuchtkörper 51 ist in einer
in dem transparenten Element 4 ausgebildeten Höhlung 43 positioniert.
Die Leiterplatte 52 trägt
eine Schaltung zum Ansteuern des Leuchtkörpers 51.
-
Das
transparente Element 4 ist aus einem lichtdurchlässigen Material
hergestellt, zu dem Polycarbonate, Acrylharze, Polyvinylchlorid-hart
und andere Kunstharze oder Glas zählen. Das transparente Element 4 enthält die oben
erwähnte
Höhlung 43 An seiner äußeren Umfangswand
entlang befindet sich eine mit einem Dichtungsmaterial 42,
das einen wasserdichten Mechanismus bildet, zu versehende Aussparung 41.
Weil das Dichtungsmaterial 42 in die Aussparung 41 eingefügt und gegen
die vertikale Wand 33 des Gehäuses 3 gepresst wird,
unterbindet diese Konstruktion das Eindringen von Wasser in den Markiernagel 1.
In dieser Ausgestaltung erleichtert und befestigt die Aussparung 41 die
Positionierung des Dichtungsmaterials 42. Das Dichtungsmaterial 42 kann
allerdings auch ohne Bilden der Aussparen 41 zwischen der äußeren Umfangswand
des transparenten Elements 4 und der vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 eingesetzt
werden, wobei das Dichtungsmaterial 42 auf die vertikale
Wand 33 des Gehäuses 3 presst.
Alternativ kann zusätzlich
zu der Aussparung 41 eine entsprechende Aussparung in der
vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 bereitgestellt
sein, so dass das Dichtungsmaterial 42 in beiden Aussparungen
sitzen kann.
-
Das
transparente Element 4 ist zwischen der Abdeckung 2 und
dem Gehäuse 3 zwischengelegt. Während seine
Peripherie von einer flachen Wand 211 des Abdeckungsoberteils 21 und
dem Rand 31 und der vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 sicher festgehalten
wird, ragt ein Teil des transparenten Elements 4 aus dem
Fenster 25 in der Abdeckung 2 nach außen.
-
Gemäß der obigen
Konstruktion der vorliegenden Erfindung, Bezug nehmend auf 1,
ist der einbettbare Markiernagel 1 weitgehend in den Boden versenkt,
während
der Vorsprung des transparenten Elements 4 und ein Teil
der Abdeckung 2 über
die Bodenhöhe
vorspringen. Die Höhe
derartiger vorspringender Teile beträgt gewöhnlich etwa 1,5 bis 10 mm, vorzugsweise
1,5 bis 7 mm und bevorzugt 1,5 bis 5 mm. Die Höhe ist aber ohne spezielle
Begrenzungen frei einstellbar.
-
Die 4 bis 7 illustrieren
modifizierte Ausgestaltungen, in denen die Abdeckung 2 auf
verschiedenerlei Weise am Gehäuse 3 montiert
ist. Jede dieser Ausgestaltungen ist durch ihre individuelle Befestigungskonstruktion
gekennzeichnet.
-
In
der in 4 gezeigten zweiten Ausgestaltung ist in der inneren
Umfangsoberfläche
der gebogenen Wand 22 der Abdeckung 2 und/oder
der äußeren Umfangsoberfläche der
vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 eine Aussparung 221 (331)
ausgebildet. Die Abdeckung 2 ist an dem Gehäuse 3 befestigt, wobei
ein Dichtungsmaterial 7 in die Aussparung 221 (331)
eingesetzt ist.
-
In
der in 5 gezeigten dritten Ausgestaltung verläuft ein
Grat 81 entlang der äußeren Umfangsfläche der
vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 und ein Grat 82 ist
in einer mit dem Grat 81 in Eingriff bringbaren Beziehung
entlang der inneren Umfangsfläche
der gebogenen Wand 22 der Abdeckung 2 ausgebildet.
Die Abdeckung 2 ist an dem Gehäuse 3 befestigt, wobei
die Grate 81, 82 miteinander in Eingriff sind.
-
In
der in 6 gezeigten vierten Ausgestaltung sind in der
vertikalen Wand 33 bzw. der gebogenen Wand 22 Schraubenlöcher 91 bereitgestellt.
Diese Schraubenlöcher 91 sind
so angeordnet, dass sie miteinander in Verbindung stehen, wenn die äußere Umfangsfläche der
vertikalen Wand 33 des Gehäuses 3 eng an der
inneren Umfangsfläche
der gebogenen Wand 22 angebracht ist. Die Abdeckung 2 ist
mit einer in die Schraubenlöcher 91 eingeschraubten Schraube 9 in
engem Kontakt mit dem Gehäuse 3 befestigt.
-
In
der in 7 gezeigten fünften
Ausgestaltung sind im Rand 31 bzw. einer Fläche 222 am
unteren Ende der gebogenen Wand 22 Schraubenlöcher 91 bereitgestellt.
Diese Schraubenlöcher 91 sind
so angeordnet, dass sie miteinander in Verbindung stehen, wenn eine
Oberseitenfläche
des Rands 31 eng an einer Fläche 222 am unteren
Ende der gebogenen Wand 22 angebracht ist. Die Abdeckung 2 ist
mit einer in die Schraubenlöcher 91 eingeschraubten
Schraube 9 in engem Kontakt mit dem Gehäuse 3 befestigt.
-
In
der in 8 gezeigten sechsten Ausgestaltung ist die Abdeckung 2 mit
einem Flansch 23 versehen, der nach außen und horizontal vom unteren
Ende der gebogenen Wand 22 vorspringt. Der Flansch 23 und
der Rand 31 werden von einem Federstahl 92 eng
aneinander festgespannt. Die Abdeckung 2 ist von dem Federstahl 92 in
engem Kontakt mit dem Gehäuse 3 befestigt.
-
Wie
bereits erwähnt
wurde, stellen die Leuchteinheit 5 und der Kondensator 6 einen
Mechanismus zum Beleuchten des Leuchtkörpers 51 dar, der
den Anzeigeteil in der Straßenmarkierungsvorrichtung
bildet. Der Mechanismus, nämlich
das selbstleuchtende Markierungssystem, wird ausführlicher
beschrieben.
-
9 ist
ein Blockdiagramm, das den Aufbau des selbstleuchtenden Markierungssystems
gemäß dieser
Ausgestaltung darstellt. 10 zeigt
seinen Betrieb an.
-
Das
selbstleuchtende Markierungssystem umfasst eine Beleuchtungseinheit 800 mit
einer ersten lichtemittierenden Diode (LED) 801 und einer zweiten
LED 100. Die erste LED 801 darf Licht emittieren,
wenn die Lichtmenge in der Straßenumgebung
unter einem vorbestimmten Pegel liegt. Die zweite LED 100 wird
ohne Anlegen einer Spannung genutzt, um als Reaktion auf das sichtbare
einfallende Licht eine elektromotorische Kraft zu erzeugen. Vormals
wird die zweite LED 100 durch Anlegen einer Flussspannung
erleuchtet. Im Gegensatz dazu legt die vorliegende Ausgestaltung
unter Berücksichtigung
der Tatsache, dass eine LED ein Kristall mit einem p-n-Übergang
ist, keine Spannung an die zweite LED 100 an. Das heißt, dass
diese Anordnung das Prinzip nutzt, nach dem, wenn ein Licht auf
die zweite LED 100 fällt,
eine freie elektrische Ladung erzeugt und in elektrische Energie
umgewandelt wird, wodurch eine elektromotorische Kraft erzeugt wird.
-
Angesichts
dieses Prinzips wird eine elektromotorische Kraft von der zweiten
LED 100 erzeugt, wenn die einfallende Lichtmenge gleich
einem vorbestimmten Pegel oder größer als ein vorbestimmter Pegel
ist. Die Bedingung „die
Lichtmenge gleich einem vorbestimmten Pegel oder größer als
ein vorbestimmter Pegel" muss
erfüllt
werden, wenn die Beleuchtungsstärke
eines Lichts gleich einem Sollwert oder größer als ein Sollwert ist und
das Ausstrahlen eines derartigen Lichts eine bestimmte Zeit oder
länger
anhält,
Beispielsweise wird der Beleuchtungssollwert im Bereich von 30 bis
300 lux gewählt
und die bestimmte Ausstrahlungszeit wird im Bereich von Zehntel
Sekunden bis 10 Minuten, je nach der Straßenumgebung, ermittelt.
-
Ein
Mechanismus zum Steuern des Ein-/Ausschaltens der ersten LED 801 umfasst
die folgenden Elemente. Eine Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 erfasst
die von der zweiten LED 100 erzeugte elektromotorische
Kraft und diskriminiert die Lichtmenge in der Straßenumgebung.
Eine Zeitgeberschaltung 300 weist einen Schalterstromkreis 310 auf,
der Lichtemission durch die erste LED 801 auf das von der
Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 ermittelte Ergebnis
gestützt
ein- und ausschaltet. Und eine LED-Ansteuerschaltung 400 aktiviert
die erste LED 801, sofern dieser Schalterstromkreis 310 in
einem entsperrten Zustand ist. Der Schalterstromkreis 310 bleibt
gesperrt, solange die zweite LED 100 eine elektromotorische
Kraft erzeugt, die von der Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 erfassbar
ist. Andererseits wird der Schalterstromkreis 310 entsperrt,
wenn keine elektromotorische Kraft erkannt wird.
-
Als
Stromquelle ist eine Batterie 500 oder eine mit einer Sekundärbatterie 601 ausgestattete Solarbatterie 600 vorgesehen.
Die LED-Ansteuerschaltung 400 führt die elektrische Energie
der Batterie 500 oder der Sekundärbatterie 601 über eine Stromversorgungsschaltung 700 der
ersten LED 801 zu.
-
Das
selbstleuchtende Markierungssystem der obigen Konstruktion funktioniert
wie unten beschrieben.
-
Wenn
die zweite LED 100 ein einfallendes Licht in einer Menge
empfängt,
die gleich dem vorbestimmten Pegel oder größer als dieser ist, erzeugt
die zweite LED 100 eine elektromotorische Kraft. In diesem
Fall erkennt die Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200,
nach der erzeugten elektromotorischen Kraft urteilend, die Straßenumgebung
als „TAG". Auf der Basis des
Unterscheidungsergebnisses als "TAG" wird der Schalterstromkreis 310 in
der Zeitgeberschaltung 300 gesperrt. Schließlich wird
die Beleuchtungseinheit 800 ausgeschaltet, so dass ihre Beleuchtungsfunktion
ausgesetzt wird.
-
Andererseits
wird kaum eine elektromotorische Kraft erzeugt, wenn die auf die
zweite LED 100 einfallende Lichtmenge unter den vorbestimmten
Pegel abfällt.
Dann erkennt die Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200,
nach der erzeugten elektromotorischen Kraft urteilend, die Straßenumgebung
als "NACHT". Auf der Basis des
Unterscheidungsergebnisses als "NACHT" wird der Schalterstromkreis 310 zm
Einschalten eines Leistungsschalters 710 entsperrt. Die
LED-Ansteuerschaltung 400 wird wiederum durch von der Batterie 500 oder
der Sekundärbatterie 601,
die unter Sonneneinstrahlung von der Solarbatterie 600 geladen
wird, über
die Stromversorgungsschaltung 700 zugeführte elektrische Energie aktiviert.
Gleichzeitig erhält
die Beleuchtungseinheit 800 die elektrische Energie und
erleuchtet die erste LED 801.
-
Übrigens
dürfen
in der vorangehenden Beschreibung die Begriffe „TAG" und „NACHT" nicht im Sinn des normalen Kreislaufs
eines Tages verstanden werden. Vielmehr sollte das hierin verwendete "TAG" in Verbindung mit
der Lichtmenge in der Straßenumgebung
zum Anzeigen eines Zustands verwendet werden, bei dem die Lichtmenge
gleich dem vorbestimmten Pegel oder größer als dieser ist, und "NACHT" ist als der Zustand
auszulegen, bei dem die Lichtmenge den vorbestimmten Pegel nicht
erreicht.
-
Die
Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 legt auf der Basis
des Grads der elektromotorischen Kraft ein Helligkeitseinstellungssignal
an die Diodenansteuerschaltung 400 an. Das Helligkeitseinstellungssignal
steuert den Beleuchtungsmodus der ersten LED 801 (z.B.
Leuchten und Blinken) und stellt ihre Helligkeit ein. Als Reaktion
auf das Helligkeitseinstellungssignal steuert die Diodenansteuerschaltung 400 die
erste LED 801 so, dass Licht mit einer entsprechenden Helligkeit
und in einem richtigen Beleuchtungsmodus hinsichtlich der Straßenumgebung emittiert
werden kann.
-
Im
selbstleuchtenden Markierungssystem finden die oben erwähnten Vorgänge nur
im tatsächlichen
Betrieb statt, d.h. nachdem das System aufgebaut worden ist. Das
System durchläuft
nach der Herstellung die Phasen Lagerung. Versand, Aufbau vor Ort
und normaler Betrieb. 10 nimmt auf jede dieser Phasen
Bezug und erläutert
eine Reihe von Hauptvorgängen,
die von diesem System durchgeführt
werden.
-
Während der
Lagerung wird das System in einem Kastenbehälter aufbewahrt. Die Zeitgeberschaltung 300 ist
das einzige funktionierende Element, während die Stromversorgungsschaltung 700 und
die LED-Ansteuerschaltung 400 inaktiv bleiben. Daher emittiert
die erste LED 801 in dieser Phase kein Licht.
-
Während des
Baus wird angenommen, dass ein Licht, dessen Beleuchtungsstärke gleich
einem Sollwert oder größer als
ein Sollwert ist, kontinuierlich für eine bestimmte Zeit oder
länger
ausgestrahlt wird. Der Beleuchtungsstärkewert wird beispielhaft im
Bereich von 30 bis 300 lux eingestellt und die Ausstrahlungszeit
im Bereich von Zehntel einer Sekunde bis 10 Minuten eingestellt.
In diesem Fall wird die Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 zum
Aktivieren der Zeitgeberschaltung 300 betätigt, die
in den „EIN"-Zustand versetzt
wird. Wenn die Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 aktiviert
worden ist, wird die Zeitgeberschaltung 300 selbst von
den nachfolgenden Vorgängen
abgeschaltet.
-
Danach
beginnt das System den normalen Betrieb nach dem Bau. Da dieser
Betrieb der gleiche wie oben ist, wird er hier nicht wiederholt.
Der Tag/Nacht-Betriebszyklus wird fortgesetzt, bis die Batterieleistung
erschöpft
ist.
-
11 ist
ein Schaltbild, das die Ausgestaltung des selbstleuchtenden Markierungssystems
gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt. Das ausführliche
Schaltbild entspricht den in 9 gezeigten Blöcken. Die
spezifische Beschreibung wird unter Bezug auf dieses Schaltbild
unten angegeben. Es ist zu berücksichtigen,
dass das folgende Beispiel auf der allgemeinen Straßenumgebung
basiert, die Bestrahlung durch Sonnenlicht beinhaltet.
-
Die
zweite LED 100 umfasst zwei in Reihe geschaltete LEDs 101, 102.
Sie erzeugen eine elektromotorische Kraft, wenn die auf diese LEDS 101, 102 einfallende
Lichtmenge einen bestimmten Pegel erreicht oder übersteigt. Die erfasste Spannung
wird von einem Operationsverstärker 201 verstärkt, dessen
Ausgang von einer UND-Schaltung 202 geformt wird, um die
Spannung der zweiten LED 100 zu regulieren. In der Zwischenzeit
wird die Unterscheidung der Straßenumgebung zwischen "TAG" und "NACHT" getroffen.
-
Wenn
das Urteil der Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 "TAG" ist, wird die elektromotorische
Kraft in einem Kondensator 303 geladen. Die elektromotorische
Kraft von der zweiten LED 100 wird von der Ladekapazität des Kondensators 303 geregelt.
Genauer gesagt, sperrt eine Diode 304 den Schalter der
zweiten LED 100, wenn die Kapazität einen gewissen Betrag übersteigt.
Im gesperrten Zustand funktioniert weder die Stromversorgungsschaltung 700 noch
die LED-Ansteuerschaltung 400 und die
Beleuchtungseinheit 800 emittiert kein Licht. Fakultativ
kann eine Anzeigeleuchte (nicht gezeigt) angeschlossen sein, wodurch
der gesperrte Zustand mit Sicherheit am Blinken der Anzeigeleuchte
bemerkbar ist. Wenn der Kondensator 303 über eine vorgeschriebene
Kapazität
gefüllt
wird, führt
eine Schnellentladungsdiode 301 einen Entladungsprozess
durch, wobei die Entladungszeit vom Zeitkonstantenwiderstand 302 für einen
LED-Schalter-Zeitgeber abhängt.
-
Während des
Abends und der Nacht, wenn kein Sonnenlicht auf die LEDs 101, 102 fällt, wird
keine elektromotorische Kraft erzeugt. Weil der Operationsverstärker 201 in
der Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200 die Spannung
nicht verstärkt, betrachtet
die UND-Schaltung 202 diese Situation als "NACHT". Bei Erkennung von "NACHT" hebt die Diode 304 die
Sperre der zweiten LED 100 auf, so dass eine UND-Schaltung 305 einen
Sonnenuntergangsmodus-FET 306 aktiviert und die Stromversorgungsschaltung 700 einschaltet.
-
Wenn
die Stromversorgungsschaltung 700 den Strom von der Batterie 500 erhält, erzeugt
eine integrierte Schaltung 701 eine Rechenoperation zum Ermitteln
des Grundzyklus auf der Basis des Wertes eines Zeitkonstantenwiderstands, 702 für Grundfrequenzerzeugung
und der Werte der Widerstände 703, 704.
Ein Signal, dessen Grundzyklus beschlossen ist, wird zu einer integrierten
Schaltung 705 geleitet, wo der Kondensator 706 das
Begrenzen des Rauschens bewirkt und den Grundzyklus des Signals stabilisiert.
Das stabile Signal wird dann an eine LED-Ansteuerschaltung 400 angelegt.
Die LED-Ansteuerschaltung 400 weist einen Kondensator 401, einen Zeitkonstantenwiderstand 402 zur LED-Leuchtzeitermittlung,
der die Leuchtzeit der LED ermittelt, eine Diode 403 zum
Entfernen einer Sperrspannung und einen FET 404 zum Blinken
der LED auf. Die Leistung von der Batterie 500 wird von der
LED-Ansteuerschaltung 400 bestimmt
und der Beleuchtungseinheit 800 zugeführt.
-
Die
Beleuchtungseinheit 800 besteht aus der ersten LED 801 und
einem Widerstand 802 zum Drosseln des LED-Stroms. Die Helligkeit
und der Beleuchtungsmodus (Leuchten oder Blinken) der ersten LED 801 werden
von dem von der LED-Ansteuerschaltung 400 gesendeten
Steuersignal festgelegt.
-
Das
selbstleuchtende Markierungssystem kann einige unabhängige zusätzliche
Funktionen aufweisen. Daher kann die zweite LED 100 als
Sonnenuntergangssensor dienen. Der Sonnenuntergangssensor erfasst
Sonnenlicht als den allgemeinen Erfassungsgegenstand. Wenn eine
erfasste Beleuchtungsstärke
unter dem Beleuchtungswert liegt, der z.B. im Bereich von 30 bis
300 lux hinsichtlich der Straßenumgebung
eingestellt ist, registriert der Sonnenuntergangssensor "NACHT" und beginnt den
Beleuchtungsbetrieb der ersten LED oder er schaltet um oder stellt
die Helligkeit der ersten LED ein. Im Gegensatz dazu registriert
der Sonnenuntergangssensor „TAG" und beendet den
Beleuchtungsbetrieb der ersten LED oder ändert die Lichtausgabe der
ersten LED, wenn eine erfasste Beleuchtungsstärke gleich dem Beleuchtungswert
oder größer als
dieser ist, der z.B. im Bereich von 30 bis 300 lux unter Berücksichtigung
der Straßenumgebung
eingestellt ist.
-
Als
weitere Funktion kann der Leistungsschalter von einem Mechanismus
automatisch betätigt
werden, der von der zweiten LED 100, der Lichtmengenunterscheidungsschaltung 200,
der Zeitgeberschaltung 300 usw. gebildet wird.
-
Allgemein
werden in Bezug auf selbstleuchtende Straßenmarkierungsprodukte (speziell
Markiernägel),
die eine Bleisäurebatterie
oder dergleichen verwenden, Bemühungen
unternommen, den Leistungsverlust der Batterie während ihrer langen Lagerungsdauer
zu minimieren. In bekannten Technologien für die Installation der Straßennägel werden der Schaltungsteil
und die Batterie am Standort mithilfe eines Verbinders verbunden,
wobei der Markiernagel in diesem Zustand mit der Abdeckung verschlossen
und versenkt wird. Trotzdem gibt es einige Probleme, wenn der Verbinder
unangeschlossen bleibt oder die Dichtung keine gute wasserdichte
Abdichtung ergibt. Derartige Vorfälle hängen stark von einer Anzahl
von Arbeitsbedingungen ab, wie der Baustellenumgebung, der Witterung
und dem Arbeiter. Daher ist die Produktqualität nach Bauabschluss nicht einheitlich.
Im Gegensatz dazu kann das System der vorliegenden Ausgestaltung
derartige Probleme bewältigen.
Insbesondere kann das vorliegende System als Reaktion auf eine von
einer LED erfassten Beleuchtungsstärke den Leistungsschalter automatisch
betätigen.
Infolgedessen kann das Produkt direkt versenkt werden, ohne einen
Verbinder zu verwenden oder die Abdeckung während des gesamten Baus zu öffnen.
-
Das
selbstleuchtende Markierungssystem erfasst die Lichtmenge in der
Straßenumgebung durch
eine einfache Konstruktion unter Verwendung einer LED, wobei sie
konventionelle Nachteile in Bezug auf die Verwendung des Beleuchtungssensors oder
der Solarbatterieleistung vermeidet. Das System hält die Genauigkeit
der Vorrichtung aufrecht und gleichzeitig können die Größe und Kosten der Vorrichtung
leicht verringert werden.
-
Wie
beschrieben wurde, wird das selbstleuchtende Markierungssystem dieser
Ausgestaltung auf den einbettbaren selbstleuchtenden Markiernagel
nach den vorhergehenden Ausgestaltungen (der ersten bis sechsten
Ausgestaltung) angewendet. Es ist aber zu beachten, dass das System
eine erweiterte Anwendbarkeit auf andere diverse Straßenmarkierungsvorrichtungen
bietet.
-
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
-
Wie
im Vorangehenden erwähnt,
ist die Straßenmarkierungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung dank ihrer überragenden Dauerhaftigkeit
sowie der Schutzfunktion für
das transparente Element nützlich.
Das selbstleuchtende Markierungssystem der vorliegenden Erfindung
ist in seiner einfachen Konstruktion vorteilhaft, die zu Miniaturisierung
und Kostensenkung führt.
Außerdem
ist das selbstleuchtende Markierungssystem auf diverse Straßenmarkierungsvorrichtungen
anwendbar. Beim Einsatz in Verbindung mit der Straßenmarkierungsvorrichtung der
vorliegenden Erfindung werden synergetische Effekte erwartet.