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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflektor, der
insbesondere für den Einsatz als Material für Verkehrsschilder und
andere Anzeigeschilder bestimmt ist, sowie ein Anzeigeschild,
insbesondere ein Verkehrsschild, das aus einem derartigen
Reflektor hergestellt ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Praktisch alle Verkehrsschilder sind normalerweise mit einem
sogenannten rückstrahlenden Material (dünnes Klebeband)
versehen. Derartige Materialien verbessern die Sichtbarkeit der
Verkehrsschilder, wenn Licht von den Fahrzeugscheinwerfern auf
das Schild auftrifft. In ländlichen Gebieten ist dies fast
immer der Fall. In Städten jedoch ist es oft so, daß das Licht
von den Fahrzeugscheinwerfern die Verkehrsschilder nicht
erreicht. Viele Verkehrsschilder sind an
Portalgestellstrukturen, die die Straße überspannen, oder so hoch über der Straße
angebracht, daß sie sich außerhalb der
Licht-Dunkelheit-Grenzlinie abgeblendeter Scheinwerfer befinden. Da Verkehrsschilder
in Städten gut beleuchtet sein müssen, sind oft separate
Beleuchtungen an den Verkehrsschildern oder darüber
angebracht.
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US-A-2,017,617 offenbart, wie Licht von gewöhnlichen
Straßenlampen mittels eines verstellbaren Planspiegels auf ein
Schild, in diesem Fall ein Straßenschild, gerichtet wird. Das
Schild weist herkömmlichen Aufbau auf und verfügt über kein
spezielles Reflexionsvermögen.
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US-A-1,858,975 offenbart ein Werbeschild in Form einer Platte,
die aus einem transparenten Material besteht und eine vordere
Fläche und, im wesentlichen parallel dazu, eine reflektierende
hintere Fläche mit nebeneinander angeordneten Reflektoren
aufweist,
die eine reflektierende Oberflächenbeschichtung haben,
und, von der Vorderseite der Platte aus gesehen, konkav sind
und so aufgebaut sind, daß Lichtstrahlen mit einem schrägen
Einfallwinkel in einem Reflexionswinkel von ungefähr 0º zur
Senkrechten der vorderen Fläche der Platte reflektiert werden.
Aufgrund dieses Aufbaus reflektiert das Werbeschild Licht in
einen Winkel zu Personen innerhalb eines bestimmten Bereiches
vor dem Schild, wobei das Werbeschild so aussieht, als ob es
beleuchtet wäre. Es werden sowohl plane als auch gewölbte
Spiegel offenbart.
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SE-B-65,708, US-A-2,310,790, US-A-l,298,840 und DE-A-2,301,868
offenbaren Reflektoren eines Typs, der Licht annähernd in der
Richtung der Lichtquelle reflektiert. Die hintere Fläche des
Reflektors ist prismatisch aufgebaut und weist winklig
angeordnete Reflexionsflächen auf, die in einigen Fällen
vollständig plan und in anderen Fällen kegelförmig oder gewölbt sind.
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SE-B-438,215 und die entsprechende US-A-4,252,409 offenbaren
einen Reflektor für Wild, der die Form einer transparenten
Platte hat, bei der die der Lichteinfallsfläche
gegenüberliegende Fläche aus torischen Flächen besteht, die nebeneinander
angeordnet sind und eine reflektierende Schicht tragen. Die
optischen Achsen der torischen Flächen sind in einem Winkel
zur Senkrechten der Lichteinfallsf läche angeordnet. Die
Reflektoren werden bei der Anbringung in einem solchen Winkel
zum Straßenrand und somit zu den Strahlen von den
Fahrzeugscheinwerfern ausgerichtet, daß die Strahlen in die Umgebung
reflektiert werden und somit die Tiere vertreiben.
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US-A-2,132,629 offenbart ein Anzeigeschild mit einer
gekrümmten reflektierenden Fläche, die sich hinter
lichtundurchlässigen Buchstaben oder Zeichen befindet, so daß diese von der
Rückseite her beleuchtet werden und der Eindruck einer von
hinten beleuchteten Hintergrundf läche entsteht.
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US-A-782,721 offenbart ein Werbeschild mit internen
reflektierenden Flächen, die Licht, das von schräg oben auftrifft, so
beugen, daß das Licht als eine interne Beleuchtungsquelle in
dem Werbeschild wahrgenommen wird.
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Trotz des vorhandenen Standes der Technik besteht jedoch ein
Bedarf nach einem reflektierenden Material und reflektierenden
Schildern, insbesondere Straßenschildern, die ein
Reflexionsvermögen aufweisen, das es ermöglicht, das Straßenlicht
wirksam zu nutzen, um die betreffende Information sichtbar zu
machen.
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Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein
reflektierendes Material mit geeignetem Reflexionsvermögen zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein geeignetes
reflektierendes Material für Anzeigeschilder, insbesondere
Verkehrsschilder, zu schaffen, das, wenn es angebracht ist, Licht von
normalen Straßenlampen in einer Richtung reflektiert, in der
ein Betrachter des Schildes es auf ähnliche Weise wahrnimmt
wie die Reflexionen von einem rückstrahlenden Material, das
von Fahrzeugscheinwerfern beleuchtet wird, wobei es jedoch
stärker ist als derartige Reflexionen. An dem Schild ist die
Stärke des Lichtes von Straßenlampen weitaus stärker, d.h.,
sie beträgt oft das Hundertfache des Lichtes von
Fahrzeugscheinwerfern, die auf das Schild auftreffen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung beruht, kurz gesagt, auf der Idee, ein
reflektierendes Material mit kleinen, nebeneinander angeordneten
Reflektoren zu schaffen, die so aufgebaut sind, daß auf die
Reflektoren in einem bestimmten Bereich von Einfallwinkeln
auftreffendes Licht durch das reflektierende Material zu einem
Betrachter bzw. Beobachter reflektiert wird, der ungefähr auf
gleicher Höhe mit dem Schild oder in einem bestimmten
Winkelbereich darunter steht.
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Die kennzeichnenden Merkmale des reflektierenden Materials und
des Schildes gemäß der Erfindung sind in Anspruch 1
aufgeführt. Besonders bevorzugte Ausführungen der Erfindung sind in
den Unteransprüchen aufgeführt.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die Erfindung wird im folgenden ausführlicher unter Bezugnahme
auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die die Erfindung
veranschaulichen. In den Zeichnungen sind:
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Fig. 1 eine grundlegende Ansicht der Anordnung und der
Beleuchtung eines Verkehrsschildes gemäß der Erfindung,
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Fig. 2 eine schematische Perspektivansicht, die ein
erfindungsgemäßes reflektierendes Material darstellt,
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Fig. 3 ein vertikaler Längsschnitt durch ein reflektierendes
Material gemäß der Erfindung entlang der Linie H-H in
Fig. 4 und 5,
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Fig. 4 Schnitte entlang der Linien A-A, B-B und C-C in Fig.
3, die lediglich den nach außen gewölbten Reflektor
darstellen,
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Fig. 5 eine Seitenansicht des Reflektors in Fig. 3 und 4,
wobei Linien gleicher Tiefe des Reflektors eingezeichnet
sind,
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Fig. 6 ein übersichtsplan, der Fig. 1 entspricht,
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Fig. 7 ein Fig. 3 entsprechender Schnitt, wobei
Strahlenverlaufslinien eingezeichnet sind, und
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Fig. 8 ein horizontaler Schnitt durch eine alternative
Ausführung des reflektierenden Materials der Erfindung
entlang der Linie A-A in Fig. 5.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Fig. 1 stellt ein Verkehrsschild 10 dar, das in einer normalen
Höhe über dem Boden angeordnet ist. In einem Abstand von
5-15 m befindet sich ein Pfahl mit einer Straßenleuchte 11 in
einem normalen Abstand über dem Boden. Weitere 40 m entfernt,
steht ein weiterer Pfahl mit einer Straßenleuchte 12. Des
weiteren ist ein Verkehrsteilnehmer, beispielsweise ein Radfahrer
13, zwischen den beiden Pfählen zu sehen. Das erf indungsgemäße
Verkehrsschild 10 besteht aus dem reflektierenden Material
gemäß der Erfindung. Dieses Material weist eine Vielzahl von
nebeneinander angeordneten Reflektoren auf, die, von der
vorderen Fläche des Verkehrsschildes aus gesehen, konkav und so
aufgebaut sind, daß Lichtstrahlen mit einem Einfallwinkel in
einem Winkelbereich α von ungefähr 6-65º, vorzugsweise einem
Winkelbereich β von 10-65º und am besten einem Winkelbereich ε
von ungefähr 20-55º, in einem Reflexionswinkel von ungefähr 0º
zur Senkrechten der vorderen Fläche des Verkehrsschildes
reflektiert werden. Die bevorzugte Ausführung der
Reflektorzellen des reflektierenden Materials wird im folgenden
beschrieben.
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Fig. 2-7 stellen eine bevorzugte Ausführung des
reflektierenden Materials gemäß der Erfindung dar. Das Material kann die
Form einer Platte 20 mit einer vorderen Fläche 21 und einer
hinteren Fläche 22 haben. Erfindungsgemäß besteht die Platte
aus einem transparenten Material, wie beispielsweise Glas und
Kunststoff, wobei letzteres bevorzugt wird. Die Platte kann
mit einem Trägermaterial laminiert sein, das in einigen Fällen
erforderlich ist, um dem erfindungsgemäßen Material die
notwendige mechanische Festigkeit zu verleihen. So kann die
Platte mit einer festen Platte laminiert sein, die verstärkt
oder nicht verstärkt ist und aus Kunststoff oder einem
geeigneten Metall besteht. Wenn dies der Fall ist, wird die hintere
Fläche 22 beispielsweise durch Verkleben mit dem
Trägermaterial verbunden. Die hintere Fläche 22 der Platte kann darüber
hinaus mit einem druckempfindlichen Klebstoff beschichtet
werden, der mit einem Trennpapier abgedeckt ist, so daß die
Platte leicht an einer möglichen Halterung angebracht werden
kann.
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Die Platte weist, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, nach hinten
vorstehende Reflektoren 23 auf, die nebeneinander angeordnet
sind, so daß ein gerastertes (checked) Muster auf der hinteren
Fläche 22 der Platte entsteht. Des weiteren ist die hintere
Fläche der Platte mit einer reflektierenden Schicht 24,
vorzugsweise einer Metallschicht, beschichtet. Die
Kunststoffoder Glasplatte 20 kann eine Gesamtdicke von ungefähr 2 mm
haben, und die Reflektoren 23 können ungefähr 0,7 mm von der
Platte vorstehen. Aufgrund der reflektierenden Schicht 24
bildet jede Reflektorzelle 23 einen gewölbten Spiegel, der, von
der Vorderseite der Platte aus gesehen, konkav und so
aufgebaut ist, daß er einen Winkel zur vorderen Fläche der Platte
bildet, aufgrund dessen Lichtstrahlen, die schräg von oben
auftreffen und einen Einfallwinkel in einem Bereich α von
ungefähr 6-65º zur vorderen Fläche der Platte haben, in einem
Reflexionswinkel von ungefähr 0º zur Senkrechten der vorderen
Fläche der Platte reflektiert werden, d.h., ungefähr entlang
der Senkrechten der vorderen Fläche und mit einer bestimmten
Streuung um selbige.
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Bei der dargestellten bevorzugten Ausführung sind die
Reflektoren bzw. Reflektorzellen 23 ungefähr viereckig, wobei eine
Seite 3 mm lang ist. Die gekrümmte reflektierende Fläche 24
weist einen primären gekrümmten Abschnitt bzw. ein Feld 25 auf
und einen sich daran anschließenden sekundären gekrümmten
Abschnitt bzw. ein Feld 26.
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Das Primärfeld 25 ist vorzugsweise integral mit einer im
wesentlichen parabolischen Reflektorf läche ausgebildet, deren
Brennpunkt sich in einem Abstand von ungefähr 10 m zu der
Platte 20 auf einer Linie befindet, die einen Winkel von
ungefähr 35º zur Senkrechten der vorderen Fläche 21 der Platte
bildet. Aufgrund dieses Aufbaus werden Lichtstrahlen von einer
Lichtquelle, die sich ungefähr am Brennpunkt befindet, von der
reflektierenden Vorrichtung ungefähr entlang der Senkrechten
der vorderen Fläche 21 der Platte reflektiert.
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Das Sekundärfeld 26 ist vorzugsweise integral mit einer im
wesentlichen parabolischen Reflektorfläche ausgebildet, deren
Brennpunkt sich in einem Abstand von ungefähr 50 m zu der
Platte 20 auf einer Linie befindet, die einen Winkel von
ungefähr 7º zur Senkrechten der vorderen Fläche 21 der Platte
bildet. Aufgrund dieses Aufbaus werden Lichtstrahlen von einer
Lichtquelle, die sich ungefähr am Brennpunkt befindet, von der
reflektierenden Vorrichtung ungefähr entlang der Senkrechten
der vorderen Fläche 21 der Platte reflektiert.
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Es kann schwierig sein, genau parabolische Flächen
herzustellen, und die Erfindung umfaßt daher einen parabelähnlichen
Aufbau. Innerhalb des Umfangs der Erfindung ist es daher
möglich, das Primärfeld als eine gekrümmte Fläche zu
konstruieren, deren Sehne, die in einer vertikalen Ebene liegt,
ungefähr 75º zur Senkrechten der vorderen Fläche der Platte
geneigt ist. Desgleichen kann das Sekundärfeld als eine
geneigte, gekrümmte Fläche konstruiert werden, deren Sehne
ungefähr 83º zur Senkrechten der vorderen Fläche der Platte
geneigt ist.
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Um das Primär- und das Sekundärfeld herum kann die gekrümmte
reflektierende Fläche 24 eine im allgemeinen abgerundete Form
bis zur Grenze mit benachbarten reflektierenden Flächen 24
haben. Dies ist aus den Schnittlinien A-A-, B-B und C-C in
Fig. 4 ersichtlich.
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Fig. 5 ist eine Seitenansicht einer reflektierenden Fläche 24,
wobei die Linien gleicher Tiefe 27-32 für die Tiefen 0,1, 0,2,
0,3, 0,4, 0,5 und 0,6 mm eingezeichnet sind und die
reflektierende Fläche um insgesamt 0,65 mm vorsteht.
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Fig. 3, die einen Schnitt entlang der Linie H-H in Fig. 4 und
5 zeigt, enthält Schnittlinien für die Schnitte D-D, E-E, F-F
und G-G in Fig. 4 und 5, so daß die Form der Reflektorzellen
bei der gegenwärtig bevorzugten Ausführung der Erfindung
sichtbar wird.
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Fig. 6 ist ein Übersichtsplan, der die Funktion eines
Verkehrsschildes der Erfindung veranschaulicht, insbesondere die
der oben beschriebenen bevorzugten Ausführung. Ein
Verkehrsteilnehmer bzw. ein Betrachter 30, der sich auf einer Straße
mit einem Verkehrsschild 31 bewegt, kann das Verkehrsschild
erkennen, wenn er sich in einem Lesebereich bewegt. Eine
Leuchte 32 befindet sich ungefähr 50 m von dem Verkehrsschild
entfernt, und eine weitere Straßenleuchte 32 befindet sich
ungefähr 10 m von dem Verkehrsschild entfernt.
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Bei der bevorzugten, annähernd parabolischen Ausführung, die
das Primär- und das Sekundärreflexionsfeld 25 und 26 umfaßt,
ist die primäre, d.h. die am nächsten liegende Leuchte, in
einem Winkelbereich von γ von ungefähr 20-65º, vorzugsweise
einem Winkelbereich ε von ungefähr 20-55º, zur Senkrechten der
vorderen Fläche des Verkehrsschildes anzuordnen. Auf diese
Weise wird der Lichtstrom, der von der nächstliegenden
Straßenleuchte 33 reflektiert wird, auf ein Maximum erhöht. Der
Lichtstrom ist am größten, wenn die Leuchte mittig in dem
Winkelbereich positioniert ist.
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Die sekundäre Straßenleuchte 32, d.h. die, die am weitesten
entfernt ist, ist in einem Winkelbereich δ von ungefähr 6-20º
zur Senkrechten der vorderen Fläche des Verkehrsschildes
anzuordnen. Aufgrund dieser Position wird auch die sekundäre
Leuchte wirkungsvoll ausgenutzt, auch wenn die Reflexion in
diesem Fall aufgrund der kleineren Fläche des Sekundärfeldes
26 der reflektierenden Fläche erheblich verringert wird. Wie
zuvor wird der beste Lichtstrom erreicht, wenn das Licht
mittig in dem Winkelbereich angeordnet ist.
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Die reflektierenden Flächen 24 sind, wie bereits erwähnt, mit
unterschiedlichen Krümmungsradien versehen, so daß der größte
Radius (= das größte Reflexionsvermögen) in der Mitte der
Reflektorzelle erzielt wird. Das bedeutet, daß das
Reflexionsvermögen immer dann am stärksten ist, wenn das Verkehrsschild
so gedreht wird, daß eine Sehne des Primärfeldes, die in einer
Ebene liegt, die die Lichtquelle einschließt, senkrecht zu
einer Halbierenden des Winkels γ, vorzugsweise senkrecht zu
einer Halbierenden des Winkels β und am besten zu einer
Halbierenden des Winkels ε, verläuft. Entsprechend wird das
größte Reflexionsvermögen des Sekundärfeldes erreicht, wenn
sich die sekundäre Leuchte 32 auf einer Linie senkrecht zu
einer Sehne des Sekundärfeldes befindet und eine Halbierende
des Winkels 8 bildet.
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Die gekrümmten übergangsbereiche, die den Schnittlinien A-A,
B-B und C-C entsprechen, führen zu einer gewissen seitlichen
Streuung des Lichtes, und daher ist es nicht erforderlich, das
Verkehrsschild auf einer geraden Linie mit den Lichtmasten zu
positionieren.
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Fig. 8 stellt eine andere Ausführung des erfindungsgemäßen
reflektierenden Materials dar. Der Schnitt entspricht dem in
Fig. 4 und ist somit senkrecht zu dem von Fig. 3. Der einzige
Unterschied besteht darin, daß die vordere Fläche des
Materials, wie sie im Schnitt in Fig. 8 zu sehen ist, im Vergleich
zu Fig. 4 in einem Winkel von ungefähr 6º geneigt ist, so daß
die Reflektorzellen auf der einen Seite etwas tiefer liegen
als auf der anderen.
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Bei dieser Anordnung sind die Reflektorzellen 23 in bezug auf
die vordere Fläche der Platte in zwei rechtwinkligen planen
Abschnitten geneigt, von denen einer durch den Schnitt in Fig.
8 und der andere durch den Schnitt in Fig. 3 dargestellt ist.
Dadurch werden Lichtstrahlen, die in einem planen Abschnitt
(Fig. 4) in einem Einfallwinkel von ungefähr 7-65º,
vorzugsweise ungefähr 10-65º und am besten ungefähr 20-55º,
auftreffen, in einem Reflexionswinkel von ungefähr 0º zur Senkrechten
des ersten planen Abschnitts der vorderen Fläche der Platte
reflektiert. Gleichzeitig werden Lichtstrahlen, die in dem
zweiten planen Abschnitt (Fig. 8) in einem Einfallwinkel von
ungefähr 3-10º, vorzugsweise 5-7º, auftreffen, in einem
Reflexionswinkel von ungefähr 0º zur Senkrechten des zweiten planen
Abschnitts der vorderen Fläche der Platte reflektiert. Diese
doppelte Neigung der Reflektorzellen kann dann eingesetzt
werden, wenn die Straßenleuchte in einem erheblichen seitlichen
Abstand zu der Straße angeordnet ist, die den Verkehr führt.
Die Neigung verschiebt den Brennpunkt der annähernd
parabolischen Reflektorzellen seitlich, so daß er ungefähr an der
Straßenleuchte angeordnet ist.
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Die beschriebenen Ausführungen sind lediglich Beispiele eines
Reflektors und eines Schildes gemäß der Erfindung. Es sind
somit Abwandlungen innerhalb des Umfangs der beigefügten
Ansprüche vorstellbar. Die Vorder- bzw. Lichtauftrefffläche 21
kann daher mit einem transparenten oder durchscheinenden
Material beschichtet werden, das die gewünschte Information
darstellt, indem beispielsweise geeignete Schichten einer
Beschichtung beliebiger Farbe und Konstruktion aufgepreßt oder
-geklebt werden. Die reflektierende Schicht 24 an der
gegenüberliegenden Fläche kann aus einem beliebigen reflektierenden
Material, beispielsweise einer Schicht aus Silber oder einem
anderen Material, bestehen. Das bei der transparenten Platte
20 eingesetzte Material ist vorzugsweise ein transparentes
Kunststoffmaterial, z.B. Acrylkunststoff oder ein
Glasmaterial. Um größere Festigkeit zu erreichen, kann eine verstärkte
Kunststoffplatte, ein Blech oder ein anderes starres
plattenförmiges Material als Gerüst oder verstärkende Schicht hinter
der transparenten Platte eingesetzt werden.