DE20212792U1

DE20212792U1 - Zusatzeinrichtung zur unterstützenden Erkennung der aktivierten Farbe von Verkehrsampeln bei Sonnenlichteinwirkung

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Publication number: DE20212792U1
Application number: DE20212792U
Authority: DE
Original assignee: ENNOSOL UMWELTENERGIE SYSTEME
Current assignee: ENNOSOL UMWELTENERGIE SYSTEME
Priority date: 2002-08-21
Filing date: 2002-08-21
Publication date: 2002-11-14
Anticipated expiration: 2012-08-22

Description

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Anm. : ENNOSOL

Urnweltenergie-Systerne
Waldstraße 02
99706 Sondershausen

Zusatzeinrichtung zur unterstützenden Erkennung der aktivierten Farbe von Verkehrsampeln bei Sonnenlichteinwirkung

Die Erfindung betrifft eine Zusatzeinrichtung zur unterstützenden Erkennung der aktivierten Farbe von Verkehrsampeln bei Sonnenlichteinwirkung.

Für die Verkehrssicherheit sind Verkehrsampeln bekanntlich unverzichtbare Verkehrsleiteinrichtungen, um beispielsweise in Kreuzungsbereichen, bei Baustellen im Verkehrsbereich, an Bahnübergängen u.ä einen sicheren und reibungslosen Verkehr zwischen den Verkehrsteilnehmern zu gewährleisten. Die dafür eingesetzten Verkehrsampelanlagen verfügen zwar über einen hohen sicherheitstechnischen Standard, haben aber auch bekanntlich den funktionellen Nachteil, daß bei einfallendem Sonnenlicht, insbesondere bei tiefem Sonnenstand, die reflektierende Wirkung der Signallampenreflektoren auf die Signalfarben so hoch ist, das man beim Annähern an die Ampel aber auch beim Stand der Verkehrsteilnehmer nur schwer oder auch gar nicht erkennen kann, welche Signalschaltung durch die Ampelanlage angezeigt wird. Die Folge ist ein ungewolltes Überfahren der roten Ampel, das bekanntlich meistens zu Unfällen mit größerem Sach- und/oder Personenschaden oder das bei der geschalteten Grünphase die Verunsicherung der Verkehrsteilnehmer zu Verzögerungen im Ampelbereich führt, die den Verkehrsfluß erheblich beeinträchtigen können.

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Um diesem Problem entgegenzuwirken, schlägt die DE 29 00 229 eine Verkehrsampel vor, bei der die durchsichtige Vorderseite der von innen beleuchteten Ampelanlage unter einem Winkel zur Senkrechten angebracht ist. Eine derartige Winkelstellung der durchsichtigen Vorderseite beeinträchtigt zum einen den Blickwinkel und damit auch das Wahrnehmungsvermögen der Verkehrsteilnerner, insbesondere für die höher sitzenden LKW-Fahrer und zum anderen wird die Lichtintensität der Ampel selbst erheblich beeinträchtigt.

Durch die DE 88 08 259.8 soll die Erkennung der aktivierten Ampel bei Sonnenlichteinfall dadurch verbessert werden, in dem die Außenseite der farbigen Vorderseite hauchdünn, mattschwarz beschichtet wird. Auch diese Lösung beeinträchtigt die Lichtintensität der Ampel und zum anderen ist für diese Lösung sowie auch für die Lösung nach der DE 29 00 229 ein verkehrsregelungstechnischer und genehmigungspflichtiger Eingriff in die Ampelanlage selbst erforderlich, so daß auch keine Nachrüstung der bereits im Einsatz befindlichen Ampeln erfolgen könnte.

Um die Erkennung der Signalstellung einer Ampel zu verbessern, werden auch wabenförmige Metallraster in den Signallampen vorgesehen, die zwischen der Lichtquelle und der farbigen Abdeckung angebracht sind. Auf diese Weise soll eine vielfach annähernd diffuse, reflektierende Wirkung vor der Lichtquelle erreicht werden, um die Leuchtdichte der Lichtquelle im Zentralbereich des Rasters zu konzentrieren, um somit die Abstrahlung über die farbliche Abdeckung der Signallampe deutlicher zur Wirkung kommen zu lassen. Damit wurde zwar eine verbesserte Abstrahlung des farblichen Signallichts erreicht, das anstehende Problem konnte aber nicht vollständig gelöst werden.

Es wurden aber auch Versuche bekannt, wo anstelle der herkömmlichen Leuchtmittel LED-Scheiben eingesetzt wurden.

Diese haben sich auf Grund der gegenwärtigen hohen Störanfälligkeit der LED-Scheiben, die zwangsläufig zu häufigen Ausfällen der Ampelanlage und damit zu sicherheitstechnischen Bedenken führt aber auch aus Kostengründen nicht durchgesetzt bzw. bewährt.

Folglich konnte durch keine der angedachten Lösungen der verminderten Erkennbarkeit der Ampelstellung bei auftretender Blendwirkung durch Sonnenlichteinwirkung zufriedenstellend entgegengewirkt werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Zusatzeinrichtung zu schaffen, die ohne Eingriff in die erforderlichen sicherheitstechnischen Forderungen einer Verkehrsampel bei Sonnenlichteinwirkung eine zuverlässige und eindeutige Erkennung des Schaltungszustandes gewährleistet und die mit geringem Kostenaufwand an jede Verkehrsampel einsetzbar und nachrüstbar ist.

Bei der Lösung dieser Aufgabe wurde von dem physiologischen Aufbau des Auges ausgegangen und der Effekt genutzt, daß von einem menschlichen Auge eine ständig kurzzeitig wechselnde Leuchtdichte, wie beispielsweise ein Flackern oder Blinken, die gleichzeitig mit und mindestens in der Leuchtdichte der linearen Leuchtdichte abgestrahlt wird, um ein Vielfaches früher und deutlicher wahrgenommen wird als das linear abgestrahlte Licht auch dann, wenn die Leuchtdichteunterschiede zwischen dem linear abgestrahlten Licht und dem flackernden Licht sehr gering sind.

Folglich wurde die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein taktweise geschaltetes intensives Leuchtmittel mit einer Leuchtdichte, die mindestens der Leuchtdichte der Lichtquelle der Signalkörper entspricht, im randnahen Bereich der Abdeckung innerhalb eines jeden Signal-

körpers angeordnet ist, das autark elektrisch versorgt ist, wenn ein elektronischer Schalter durch einen im Signalkörper angeordneten und der Signalfarbe zugeordneten Sensor geschlossen ist.

Mit einer derartig ausgebildeten Zusatzeinrichtung wird einerseits nicht in die verkehrstechnischen Sicherheitsvorschriften, die an eine Verkehrsampel gestellt werden, eingegriffen und die Verkehrsampel wird in der herkömmlichen Weise funktions- und sicherheitstechnisch weiterbetrieben, andererseits wird aber gewährleistet, daß die Verkehrsteilnehmer auch bei einer intensiven Sonneneinwirkung auf die Verkehrsampel das gleichzeitig mit abgestrahlte flackernde Licht im Randbereich des aktivierten Signalkörpers früher und deutlicher wahrnehmen. Folglich erkennt der Verkehrsteilnehmer auch bei einer intensiven Sonneneinwirkung auf die Ampelanlage die vorgegebene Schaltstellung eindeutig und frühzeitig, so daß ein ungestörter Verkehrsfluß im Ampelbereich auch bei einer intensiven Sonneneinwirkung auf die Ampelanlage möglich ist und ein unbeabsichtigtes Überfahren der roten Ampel, infolge eines nicht eindeutigen Erkennens der Schaltstellung bei einer intensiven Sonneneinwirkung, das unter Umständen zu schweren Verkehrsunfällen führen kann, wird ausgeschlossen.

Durch die autarke elektrische Versorgung der Zusatzeinrichtung ist gesichert, daß im Fall eines Ausfalls der Zusatzeinrichtung die Ampelanlage in herkömmlicher Weise weiterbetrieben wird. Folglich wirkt sich ein Ausfall der Zusatzeinrichtung nicht auf die Verkehrs- und sicherheitstechnischen Anforderungen an eine Ampelanlage aus. Durch die schaltungstechnische Voraussetzung, daß das intensive Leuchtmittel der einzelnen Signalkörper einer Ampel durch jeweils einem zur Signalfarbe zugeordneten Sensor, der bevorzugt ein Photosensor ist, elektrisch geschaltet wird, ist gewährleistet, daß bei jeder Schaltstellung nur das intensive Leuchtmittel elektrisch versorgt ist, das der aktivierten Signalfarbe zugeordnet ist.

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Vorteilhafterweise ist das intensive Leuchtmittel ein Hochleistungs-LED, das durch eine Triggerschaltung angesteuert wird, wobei die elektrische Versorgung der Triggerschaltung und des Hochleistungs-LED's über ein Solarmodul erfolgt, das bevorzugt am Verkehrsampelgehäuse oder im Verkehrsampelgehäuse integriert ist. Auf diese Weise kann die Zusatzeinrichtung sehr kostengünstig ausgelegt werden und wird auch wie beabsichtigt nur dann elektrisch versorgt, wenn eine Sonneneinwirkung auf die Verkehrsampel vorhanden ist, die eine eindeutige Erkennbarkeit der aktivierten linearen abgestrahlten Signalfarbe erheblich beeinträchtigt. Folglich wird die Verkehrsampel ohne intensive Sonneneinstrahlung herkömmlich betrieben und die Lebensdauer des LED's kann erhöht werden.

Es ist auch vorteilhaft, wenn zur intensiveren Erkennung des blinkenden oder flackernden Lichts bis zu zehn beabstandete Hochleistungs-LED's auf einem gemeinsamen Radius am äußeren Rand des Signalkörpers vorgesehen werden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Hochleistungs-LED's der drei Signalkörper einer Verkehrsampel über eine Triggerschaltung in Abhängigkeit des Schaltzustandes des elektrischen Schalters getrennt angesteuert werden. Auf diese Weise können die Kosten der Zusatzeinrichtung günstig beeinflußt werden.

Damit die Betriebszeit der Hochleistungs-LED's weiter verkürzt und damit auch die Störanfälligkeit der Zusatzeinrichtung verringert werden kann, ist die Zusatzeinrichtung schaltungstechnisch so ausgelegt, daß die Hochleistungs-LED 's erst dann aktiviert werden, wenn zwischen der anliegenden Versorgungsspannung und dem Sensor, der dem Signalkörper zugeordnet ist, eine vorgegebene Differenzspannung anliegt.

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Diese Differenzspannung sollte dabei so gewählt werden, daß die Hochleistungs-LED's erst bei einer Sonneneinwirkung aktiviert werden, wenn die Erkennung der Signalfarben infolge der aufretenden Rückstrahlung des Reflektors auf die Signalfarbe des Signalkörpers nicht mehr eindeutig gegeben ist.

Es ist aber auch möglich, die Hochleistungs-LED's und die Triggerschaltung elektrisch von einer separaten und von der Ampelanlage unabhängigen elektrischen Leitung zu versorgen. Vorteilhaft ist, wenn diese Versorgungsleitung aus der elektrischen Versorgung der Verkehrsampel als unabhängige und separate Leitung abgezweigt wird. Diese Versorgung kann zum Beispiel vorteilhaft sein, wenn durch eine begrenzte Verschattung des Verkehrsampelgehäuses ein zugeordnetes Solarmodul nicht ausreichend wirksam werden kann, aber die Blendwirkung auf die Signalkörper durch die Sonneneinwirkung gegeben ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Schnitt durch eine Verkehrsampel mit der erfinderischen Zusatzeinrichtung,

Fig. 2: ein Blockschaltbild der Zusatzeinrichtung mit einem Solarmodul.

Die Zusatzeinrichtung besteht im wesentlichen aus mindestens einem Hochleistungs-LED 12;12a/12b, dem Sensor 16;16a;16b, der in diesem Beispiel ein Photosensor ist, dem elek-

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tronischen Schalter 17/17a;17b, der Triggerschaltung 10 und der Stromversorgung, die bevorzugt ein Solarmodul 9 ist, sowie dem Kondensator 18.

Die Verkehrsampel 1 ist eine herkömmliche verkehrstechnisch und sicherheitstechnisch zugelassene Verkehrsampel 1 mit den Signalkörpern 2;3;4 und mit der entsprechenden farblichen Abdeckung (Rot/Gelb/Grün) 15;:15a;15b, dem Reflektor 7;7a;7b und der Lichtquelle 19;19a;19b. Hinter der Abdeckung 15;15a;15b dieser herkömmliche Verkehrsampel 1 sind Einbauten 6;6a;6b vorgesehen, die als wabenförmige Metallraster ausgebildet sind, die eine vielfach reflektierende Wirkung vor der Lichtquelle 19;19a;19b bewirken, um somit die Leuchtdichte der Lichtquelle 19;19a; 19b im Zentralbereich des Metallrasters deutlicher zur Wirkung kommen zu lassen. Über der Abdeckung 15;15a;15b der Signalkörper 2;3;4 sind bei der in Fig. 1 gezeigten Verkehrsampel 1 Blendschirme 14;14a;14b vorgesehen, die am Verkehrsampelgehäuse 5 festgelegt sind. Die Lichtquelle 19;19a;19b wird über den elektrischen Stromanschluß 8, dem Trafo 11;11a;11b und der nicht gezeigten Einrichtung für den Schaltrythmus mit oder ohne Kontakterfassung versorgt und geschaltet.

Innerhalb der Signalkörper 2;3;4 sind am äußersten Rand und bevorzugt unter den Blendschirmen 14;14a;14b sowie hinter der Abdeckung 15;15a;15b beabstandet mehrere Hochleistungs-LED 's 12;12a;12b angeordnet, die jeweils auf einem bogenförmigen Streifen festgelegt sind. Der Radius der bogenförmigen Streifen entspricht dabei annähernd dem Radius der Abdeckung 15;15a;15b. Die Hochleistungs-LED's 12;12a;12b werden über einen elektronischen Schalter 17;17a;17b und der Triggerschaltung 10 aktiviert und bei diesem Beispiel durch ein Solarmodul 9 elektrisch versorgt.

Um bei einer elektrischen Versorgung mit Solarenergie die erforderliche Leistung für die Hochleistungs-LED's 12/12a; 12b bereitstellen zu können, sind der Triggerschaltung 10 ein oder mehrere Kondensatoren 18 vorgeschaltet.

Beabstandet hinter jeder Abdeckung 15,-15a;15b ist ein Photosensor als Sensor 16;16a/16b angeordnet, der über den elektronischen Schalter 17;17a;17b den Stromkreis schließt, wenn der Photosensor infolge des aktivieren Signalkörpers 2;3;4 ein Strom aufbaut.

Um zu sichern, daß die Aktivierung der Hochleistungs-LED's 12;12a;12b nur bei intensiver Sonneneinstrahlung erfolgt, wird zwischen der elektrischen Versorgung der Zusatzeinrichtung und dem aufgebauten Strom des Photosensors eine Differenzspannung vorgegeben, die erreicht werden muß, damit der elektronische Schalter 17;17a;17b den Stromkreis der Zusatzeinrichtung für den entsprechenden Signalkörper 2;3;4 schließt.

Alle Teile außer dem Solarmodul 9 werden ohne Beeinflussung der Verkehrsampel 1 selbst im Verkehrsampelgehäuse 5 untergebracht.

Die Verkehrsampel 1 wird folglich durch diese Zusatzeinrichtung optisch nicht beeinträchtigt bis auf das Solarmodul 9, das ähnlich wie der akkustische Tongeber für sehbehinderte Personen am Verkehrsampelgehäuse 5 festgelegt wird.

Solange die Verkehrsampel 1 unter normaler Sonneneinwirkung steht, also keine reflektierende Blendwirkung durch den Ref lektor 7;7a;7b auf die farbliche Abdeckung 15;15a;15b der Signalkörper 2;3;4 erfolgt, wird die Zusatzeinrichtung infolge der vorbestimmten Differenzspannung nicht wirksam.

Unterliegt die Verkehrsampel 1 einer intensiven Sonneneinstrahlung und liegt über dem Solarmodul 9 ein Strom an, der

die vorbestirnmte Differenzspannung zwischen der Stromversorgung und dem aufgebauten Strom im zugeordneten Photosensor, der sich infolge der aktivierten Signalfarbe 13 aufbaut, erreicht, schließt der zugehörige elektronische Schalter 17,-17a/17b den betreffenden Stromkreis, wie in Fig. 2 beim Schalter 17b gezeigt, und die Hochleistungs-LED's 12; 12a;12b des betreffenden Signalkörpers 2;3;4, im Fall der Fig. 2 die Hochleistungs-LED's 12b des Signalkörpers 4, werden durch Entladen des/der Kondensatoren 18 über die Triggerschaltung 10 aktiviert.

Folglich wird auf diese Weise bei intensiver Sonneneinwirkung immer nur der Signalkörper 2;3;4 durch die Blink- oder Flackerwirkung der Hochleistungs-LED's 12;12a;12b unterstützt, der im Schaltrythmus der Verkehrsampel aktiviert ist.

Eine Fehlschaltung der Zusatzeinrichtung kann infolge der eindeutig zugeordneten Photosensoren völlig ausgeschlossen werden.

Obwohl das vorstehende Beispiel auf die Aktivierung der Hochleistungs-LED's 12;12a;12b bei intensiver Sonneneinwirkung abgestellt wurde, kann diese Zusatzeinrichtung bei Bedarf schaltungstechnisch durch einfache handwerkliche Maßnahmen so verändert werden, daß die Zusatzeinrichtung auch als ein ständiges Hilfsmittel zur Unterstützung der Erkennbarkeit des Schaltzustandes der Verkehrsampeln 1 eingesetzt werden kann.

Es ist aber auch möglich anstelle der Hochleistungs-LED's 12;12a;12b andere lichtintensive Leuchtmittel einzusetzen, die mindestens der Leuchtdichte der Lichtquelle der Verkehrsampel entsprechen, wie zum Beispiel SMD's.

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Aufstellung der Bezugszeichen

1	Verkehrsampel
2	Signalkörper
3	Signalkörper
4	Signalkörper
5	Verkehrsampelgehäuse
6	Einbauten
6a	Einbauten
6b	Einbauten
7	Reflektor
7a	Reflektor
7b	Reflektor
8	Stromanschluß Verkehrsampel
9	Solarmodul
10	Triggerschaltung
11	Trafo
11a	Trafo
11b	Trafo
12	Hochleistungs-LED
12a	Hochleistungs-LED
12b	Hochleistungs-LED
13	aktivierte Signalfarbe
14	Blendschirm
14a	Blendschirm
14b	Blendschirm
15	Abdeckung
15a	Abdeckung
15b	Abdeckung
16	Sensor
16a	Sensor
16b	Sensor
17	elektronischer Schalter
17a	elektronischer Schalter
17b	elektronischer Schalter
18	Kondensator
19	Lichtquelle
19a	Lichtquelle
19b	Lichtquelle
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Claims

1. Zusatzeinrichtung zur unterstützenden Erkennung der aktivierten Farbe von Verkehrsampeln bei Sonnenlichteinwirkung, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein taktweise geschaltetes intensives Leuchtmittel mit einer Leuchtdichte, die mindestens der Leuchtdichte der Lichtquelle (19; 19a; 19b) der Signalkörper (2; 3; 4) entspricht, im randnahen Bereich der Abdeckung (15; 15a; 15b) innerhalb eines jeden Signalkörpers (2; 3; 4) angeordnet ist, das autark elektrisch versorgt ist, wenn ein elektronischer Schalter (17; 17b; 17c) durch einen im Signalkörper (2; 3; 4) angeordneten und der Signalfarbe zugeordneten Sensor (16; 16a; 16b) geschlossen ist.

2. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das intensive Leuchtmittel ein Hochleistungs- LED (12; 12a; 12b) ist, das durch eine Triggerschaltung (10) angesteuert ist.

3. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die autarke elektrische Versorgung der Triggerschaltung (10) und des Hochleistungs-LED's (12; 12a; 12b) ein Solarmodul (9) ist.

4. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Solarmodul (9) am Verkehrsampelgehäuse (19) festgelegt oder im Verkehrsampelgehäuse (19) integriert ist.

5. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Signalkörper (2; 3; 4) einer Verkehrsampel (1) mit bis zu zehn beabstandeten und auf einem Radius liegenden Hochleistungs-LED's (12; 12a; 12b) versehen ist.

6. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungs-LED's (12; 12a; 12b) der drei Signalkörper (2; 3; 4) einer Verkehrsampel (1) über eine gemeinsame Triggerschaltung (10) in Abhängigkeit des Schaltzustandes des elektronischen Schalters (17; 17b; 17c) getrennt angesteuert sind.

7. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Schalter (17; 17b; 17c) erst geschlossen wird, wenn über dem zugeordneten Sensor (16; 16a; 16b) und der anliegenden Versorgungsspannung des Hochleistungs-LED's (12; 12a; 12b) eine vorbestimmte Differenzspannung anliegt.

8. Zusatzeinrichtung nach einem der Ansprüche 1, 2 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Hochleistungs-LEDs (12; 12a; 12b) und die Triggerschaltung (10) elektrisch von einer separaten und unabhängigen elektrische Leitung versorgt sind.

9. Zusatzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Versorgungsleitung der Hochleistungs-LED's (12; 12a; 12b) und der Triggerschaltung (10) von der elektrischen Versorgungsleitung der Verkehrsampel (1) als unabhängige Versorgungsleitung abgezweigt wird.