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Diese Erfindung betrifft
Gefahrenwarnvorrichtungen, die dazu verwendet werden, auf Straßen
liegengebliebene Fahrzeuge zu schützen, sowie Lampen
und Leuchtfeuer zur Verwendung bei weiteren
entsprechenden Anwendungen. Insbesondere betrifft die
Erfindung eine Gefahrenwarn- oder
Leuchtfeuervorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine üblicherweise für den obigen Zweck
verwendete Vorrichtung ist ein langsam brennendes,
rotes pyrotechnisches Leuchtsignal. Solche
Leuchtsignale haben verschiedene Nachteile, deren
offensichtlichste eine begrenzte Standzeit, die
Anfälligkeit feucht zu werden, die Verwendung
hochbrennbarer Materialien und ebenso die Möglichkeit
zufälliger Verbrennungen des Benutzers oder das
Auslösen von Feuern sind, wenn sie sorglos eingesetzt
werden. Außerdem sind oft keine Mittel vorhanden, um
diese Leuchtsignale während ihrer Verwendung in einer
aufrechten Position zu halten; ihre Sichtbarkeit kann
beträchtlich vermindert sein, falls sie wie üblich
flach am Boden liegen. Solch ein Leuchtsignal kann
natürlich nur einmal benutzt werden und es ist
schwierig, es zu löschen, wenn es einmal angezündet
wurde.
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Eine andere, weit verbreitete Art einer
Gefahrenwarnvorrichtung. ist ein reflektierendes rotes
Dreieck, das zusammenlegbar gestaltet und mit einer
integrierten Stütze versehen sein kann. Obschon es
einfach zu benutzen ist und eine unbegrenzte
Lebensdauer aufweist, hängt seine Wirksamkeit von der
gerichteten Reflexion von Licht ab, das von einem
sich nähernden Fahrzeug abgestrahlt wird; daher ist
seine Brauchbarkeit sowie der Winkel seiner
Wirksamkeit eingeschränkt.
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Die US-A-2669705 beschreibt eine
Signalvorrichtung mit einem Längskörper, Lichtquellen
und einer dreifüßigen Halterung. An einer
verschiebbaren Manschette angebrachte Beine werden
von der Manschette und einer Schraube in Position
gehalten. Ein Einziehen der Beine ist durch das Lösen
der Schraube, das Verschieben der Manschette in
Richtung auf das obere Ende der Vorrichtung und das
Wiederanziehen der arretierenden Schraube möglich.
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Die EP-A-0135756 beschreibt bei einer
Ausführungsform eine Vorrichtung von dreieckigem
Querschnitt mit einem Paar von ineinanderschiebbaren
Teilen sowie einem Paar von verschiebbaren Beinen und
bei einer anderen Ausführungsform eine Vorrichtung,
bei der die Betätigung eines normalerweise
geschlossenen Schalters durch das Auseinanderziehen
ineinanderschiebbarer Teile erzielt wird.
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Die vorliegende Erfindung ist bestrebt, einen
Ersatz für das herkömmliche Leuchtsignal
bereitzustellen, der dessen oben angesprochene
Nachteile überwinden kann, whrend er einige der
Vorteile der reflektierenden Dreieckvorrichtung in
sich vereinigt, und der billig hergestellt werden
kann.
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Entsprechend besteht die Erfindung aus einer
Gefahrenwarn- oder Leuchtfeuervorrichtung mit den im
kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorzugsweise ist die Batterie eine Batterie
mit langer Standzeit und die Lichtquelle umfaßt einen
Oszillator, der eine niederfrequente Schaltwellenform
mit kurzer Einschaltdauer erzeugt, eine
Ansteuerschaltung, die durch den Oszillator gesteuert
wird, wenigstens eine lichtemittierende Diode großer
Helligkeit sowie einen Strombegrenzungswiderstand in
Reihe mit der Ansteuerschaltung sowie Mittel, um
einen Stromkreis zwischen der Batterie und dem
Oszillator zu schließen, wobei die Ansteuerschaltung,
der Strombegrenzungswiderstand, die Spannung der
Batterie sowie Anzahl und Typ der Dioden derart
gewählt sind, daß der Strom durch die wenigstens eine
Diode die Herstellerangaben zum maximalen Dauerstrom
jeder Diode deutlich überschreitet, während eine
erwartete mittlere Zeit bis zum Ausfall der Diode
eingehalten wird, wenn diese in der Vorrichtung auf
einem Pegel betrieben wird, der die Lebensdauer der
Batterie deutlich überschreitet, die erwartet wird,
wenn die Vorrichtung kontinuierlich betrieben wird.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der
Erfindung nur beispielhaft und unter Bezug auf die
begleitenden Zeichnungen beschrieben:
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Figur 1 ist ein Seitenriß einer ersten
Ausführungsform der Gefahrenwarnvorrichtung im
unbenutzten Zustand vor ihrer Entfaltung;
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Figur 2 ist ein Seitenriß der Vorrichtung im
aktiven Zustand nach der Entfaltung;
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Figur 3 ist eine Draufsicht der Vorrichtung
nach der Entfaltung;
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Figur 4 ist die Ansicht einer bei der
Vorrichtung verwendeten Speichenanordnung vor dem
Einbau in letztere;
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Figur 5 ist ein Schnitt entlang der Linie 5-5
in Figur 1;
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Figur 6 ein Längsschnitt entlang der Linie 6-
6 in Figur 1;
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Figur 7 ist eine Prinzipskizze der
Vorrichtung;
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Figur 8 ist ein Seitenriß einer zweiten
Ausführungsform der Erfindung im entfalteten Zustand
und teilweise angeschnitten;
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Figur 9 ist ein Längsquerschnitt der
Ausführungsform von Figur 8 im nichtentfalteten
Zustand;
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Figuren 10, 11 und 12 sind Querschnitte
entlang der Linien 10-10, 11-11 beziehungsweise 12-12
in Figur 9; und
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Figur 13 zeigt eine modifizierte Version
eines unteren Rückhalterings, der in einer Variante
der zweiten Ausführungsform verwendet wird.
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Die in den Figuren 1-7 gezeigte
Gefahrenwarnvorrichtung beruht auf einem langen,
zylindrischen Gehäuse, das aus einem durchsichtigen
Kunststoffmaterial, wie Polycarbonatharz, das
wahlweise rot oder bemsteinfarben gefärbt sein kann,
in Form zweier identischer, halbzylindrischer Teile 2
geformt ist. Das Gehäuse weist einen oberen
Linsenteil 4 mit im Vergleich zu einem langen
Schaftteil 6 vergrößertem inneren und äußeren
Durchmesser auf. Der Schaftteil ist mit drei in
Längsrichtung beabstandeten, äußeren, peripheren
Nuten 8, 10 und 12 ausgebildet, die als
Arretierungspositionen dienen. Der Linsenteil kann
innen in bekannter Weise ausgestaltet sein, um die
scheinbare Größe einer inneren Lichtquelle zu
vergrößern. Innerhalb des unteren Teils des
Linsenteils ist eine Lampenanordnung montiert, die
bei diesem Beispiel zwei lichtemittierende Dioden
LED1 und LED2, eine Leiterplatte 14 sowie eine aus
den Zellen B1 und B2 gebildete Batterie umfaßt. Die
Leitungsdrähte 16 und 18 verlaufen von der Anordnung
durch das Innere des Schaftteils nach unten und
verlaufen durch die Löcher 20 und 22 in einem Teil 2
zu dessen Außenseite. Die zwei Teile 2 werden durch
dünne Metallhülsen 24 und 26, typischerweise aus
plattiertem, etwa 0,2 mm dickem Weichstahl,
zusammengehalten, wobei die Hülse 24 nahe ihrem
oberen Ende in die Nut 8 eingedrückt ist, um eine
erste Arretierung zu bilden, und, um eine zweite
Arretierung zu bilden, an ihrem unteren Ende in Nut
10 so eingedrückt ist, daß sie das obere Ende der
Hülse 26 nicht berührt, die ebenso in dieselbe Nut
eingedrückt ist. Das untere Ende von Hülse 26 ist in
die Nut 12 eingedrückt. Die Hülsen sind mit den
Leitungsdrähten 16 beziehungsweise 18 verbunden.
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Um die Hülsen auf dem Schaftteil herum ist
eine am besten in Figur 4 gezeigte Anordnung 28
befestigt, die aus einem ein Scharnier bildenden
Kunststoff wie Polypropylen geformt ist. Diese
Anordnung besteht aus oberen und unteren flexiblen
Bändern 30, 32, die mit Lochungen 34 ausgebildet sind.
und die durch drei Streben mit dreieckigem
Querschnitt verbunden sind, die aus im wesentlichen
festen oberen und unteren Teilen 36 und 38 gebildet
sind, die miteinander und mit den Bändern durch
dünne, flexible Scharnierteile 40, 42 und 44
verbunden sind. Die oberen Strebenteile 36 sind mit
weiteren im wesentlichen festen Streben 46 verbunden,
die keine Verbindung mit den Bändern 30 und 32 haben;
die unteren Teile 38 werden von diesen flankiert. Um
den erwünschten Grad von Biegbarkeit bereitzustellen,
sind die Bänder viel dünner als die Streben und die
Scharnierteile noch dünner.
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Die oberen und unteren Bänder werden durch
Metallnieten 48, die durch die Lochungen 48 an
gegenüberliegenden Enden der Bänder verlaufen, zu
Ringen zusammengehalten, die den Schaft der
Vorrichtung außerhalb der Hülsen 24 und 26 umgeben;
in den verbleibenden Lochungen 34 können sich weitere
Nieten 48 befinden. Die inneren Enden der Nieten in
dem oberen Band sind abgerundet und werden von der
ersten Arretierung lösbar festgehalten. Die das
untere Band 32 zusammenhaltenden Nieten schneiden
außerdem in die Teile 2 ein, um das Band gegen
Bewegung zu sichern.
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Die Leiterplatte 14 trägt (siehe Figuren 6
und 7) eine integrierte Schaltung U1, Widerstände R1,
R2 und R3, Kondensator C1 sowie Dioden LED1 und LED2
(siehe Figur 7). Die integrierte Schaltung U1 ist ein
555-Taktgeber nach Industrienorm, der in der
verwendten Konfiguration eine Oszillatorschaltung,
deren Eigenschaften von externen Komponenten bestimmt
werden, sowie eine Ausgangsschaltung zum Ansteuern
einer externen Last bereitstellt. Die interne
Ausgangsschaltung kann durch einen externen
Schalttransistor ergänzt werden, um das
Schaltverhalten und die Ansteuerungsbelastbarkeit der
internen Schaltung zu verbessern. Die Widerstände R2
und R3 stellen usammen mit dem Kondensator C1 die
externen Komponenten dar, die so gewählt werden, daß
für den Tränsistor ein Oszillatorausgangssignal mit
einer Wiederholungsrate von einer Sekunde und einer
Einschaltdauer von 20% bereitgestellt wird, während
der Widerstand R1 so gewählt wird, daß er den Strom
durch die Dioden LED1 und LED2 begrenzt. Da von den
Dioden nur erwartet wird, so lange wie die Zellen B1
und B2 zu funktionieren, können sie
vorteilhafterweise erheblich übersteuert werden, um
so ihre Lichtabgabe zu erhöhen. Die kurze
Einschaltdauer bedeutet, daß der Strom durch die
Dioden deren Nenndauerstrom wesentlich überschreiten
kann. Der Widerstand R1 wird so gewählt, daß den
Dioden, wenn sie in der gezeigten Schaltung betrieben
werden, immer noch eine mittlere Zeit vor ihrem
Ausfall verbleibt, die wesentlich über der erwarteten
Zeitdauer liegt, während der die Batterien die
Schaltung betreiben können, bevor sie erschöpft sind,
obwohl sie bei Ist-Strömen betrieben werden, die
deutlich über dem von dem Hersteller der Diode
angegebenen Maximum für Dauerbetrieb liegen. Somit
kann eine Diode mit einem Nenndauerstrom von 20 mA
mit einem Strom von 100 mA betrieben werden (liefert
annähend 5mal soviel Licht) oder sogar bei 300 mA
(liefert annähend 15mal soviel Licht). Selbst im
letzteren Fall können zwei kleine Lithiumzellen die
Schaltung viele Stunden lang betreiben, wobei dies
deutlich über jeglichem herkömmlichen Leuchtsignal
liegt.
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Eine weitere Ausführungsform der Erfindung
wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen 8 - 12
beschrieben, wobei dieselben Bezugszeichen verwendet
werden, soweit es angebracht ist. Die Körperteile 2
sind miteinander verschweißt und können aus
nichttransparentem Harz wie schlagzähem Polystyrol
hergestellt werden, da der Linsenteil 4 aus einem
bernsteinfarbenen Styrolacrylnitrilharz separat
geformt und über dem Ende des Körpers befestigt wird.
Innerhalb des Linsenteils 4 wird eine einzelne
lichtemittierende Diode LED1 vgn einer Leiterplatte
14 gehalten, die eine Schaltung trägt, der jener der
vorhergehenden Ausführungsform ähnlich ist (siehe
Figur 7) und die zusammen mit einer einzelnen
Batteriezelle B1 in Form einer Lithium-Knopfzelle in
einer von dem Oberteil des Körpers gebildeten
zylindrischen Aussparung angeordnet ist. In diesem
Fall sind die von der Lampenanordnung kommenden
Leitungsdrähte 16 und 18 mit einem Blattfederschalter
50 verbunden, der in einer Aussparung innerhalb eines
der Körperteile 2 angrenzend an die untere 10 zweier
äußerer peripherer Nuten 8 und 10 angeordnet ist, die
in der Außenfläche des Körpers geformt sind. Die
Verwendung des Schalters zusammen mit einem in dem
Ring 30 eingebetteten Magneten 52 ermöglicht es, daß
auf die Metallhülsen der vorhergehenden
Ausführungsform verzichtet werden kann, und
vereinfacht Zusammenbau. Die lichtemittierende Diode
wird normalerweise von einer Art sein, die rotes
Licht emittiert, jedoch kann für spezielle
Anwendungen auch eine Infrarotdiode verwendet werden;
weitere Farben sind verfügbar.
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Die integrierten, flexiblen Bänder 30 und 32
der vorhergehenden Ausführungsform werden durch
getrennt geformte Ringe 30 und 32 ersetzt, die die
Endteile 58, 60 der Strebenteile 36, 38 außerhalb der
Scharniere 42 beziehungsweise 44 festhalten. Der Ring
32 ist an den unteren Enden der Körperhälften 2
mittels Schneidschrauben 48 befestigt. Die Endteile
58 der Strebenanordnung weisen sich nach außen
erstreckende Flansche 62 auf, die den Ring 32 in
Eingriff nehmen, um es so einer nach innen weisenden
Nase 64 auf einem Abschnitt zwischen den Flanschen zu
erlauben, aus dem arretierenden Eingriff mit der Nut
8 auszurücken, wenn die Vorrichtung entfaltet wird,
und anschließend in den arretierenden Eingriff mit
Nut 10 einzurücken.
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Bei einer weiteren Modifikation der Erfindung
wird die lichtemittierende Diode LED1 durch eine
Taschenlampenbirne hoher Intensität ersetzt,
beispielsweise eine mit Krypton gefüllte Birne, und
der röhrenförmige Körper der Vorrichtung wird dazu
verwendet, darin zusätzlich zu dem Blattfederschalter
50 einen Batteriestapel aufzunehmen, beispielsweise
drei Alkali-Mangan-AAA-Batterien anstelle der
Lithium-Knopfzelle B1. Wie zuvor kann die Birne
übersteuert werden, da sie nur diskontinuierlich
betrieben wird und ihre Lebensdauer nur dazu
ausreichen muß, die Batterien zu überdauern. Es ist
kein separater Strombegrenzungswiderstand notwendig,
da der Strom durch den Innenwiderstand der Birne
begrenzt wird.
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Bei einer weiteren Modifikation dieser
Version kann der Linsenteil 4 modifiziert werden,
indem eine Seite durchsichtig und die andere Seite
reflektierend ausgebildet wird, um so ein
Leuchtsignal bereitzustellen, das außerdem eine
konzentriertere Beleuchtung bereitstellt, um
beispielsweise beim Wechseln eines Autoreifens von
Hilfe zu sein.
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Bei noch einer weiteren Modifikation werden
die Anordnungen der Strebenteile 36, 38 und die
Streben 46 relativ zu dem Körper invertiert, so daß
die Streben sich nach Art eines Schirms entfalten,
wobei sie um den Ring 32 geschwenkt werden. Der Ring
kann wie in Figur 13 gezeigt modifiziert werden, um
eine Öse 54 zum Befestigen einer Halteleine und eine
Klammer 56 bereitzustellen, die dem Ring 30 während
des Entfaltens der Vorrichtung erlaubt, sich an ihr
vorbeizubewegen, aber ein Zurückziehen des Rings
verhindert.
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Um die Vorrichtung der Figuren 1 - 7 zu
verwenden, wird das Band 30 nach unten gegen das Band
32 gezogen, so daß die inneren Enden der Niete oder
der Nieten 48 aus der ersten Arretierung in Nut 8
ausrücken und über die Hülse 24 nach unten gleiten,
bis sie in die zweite, von der Nut 10 gebildete
Arretierung einrücken. Während dieser Bewegung
bewegen sich die Scharniere 42 zwischen den
Strebenteilen 36 und 38 nach außen und bewirken
dadurch, daß die Strebenteile 36 die weiteren Streben
46 nach Art eines Schirms entfalten, wie in Figuren 2
und 3 gezeigt, wodurch somit eine dreifüßige
Halterung für die Vorrichtung bereitgestellt wird.
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Obwohl die von den Streben 46 bereitgestellten drei
Beine wegen ihrer Einfachheit und Stabilitat eine
bevorzugte Anordnung darstellen, könnten andere
mehrfüßige Anordnungen verwendet werden.
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Wenn die Niete oder die Nieten 48 in die Nut
eingreifen, bewirken sie eine elektrische
Verbindung zwischen den Hülsen 24 und 26 und somit
zwischen den Leitungsdrähten 16 und 18. Dies schließt
Stromkreise zwischen der von den Zellen B1, B2
gebildeten Batterie und der Leiterplatte und
aktiviert den Taktgeber-Chip, dessen
Ansteuerungstransistor uber den
Strombegrenzungswiderstand R1 Stromimpulse mit kurzer Einschaltdauer
für die Dioden LED1 und LED2 bereitstellt. Da die
Dioden übersteuert werden, erzeugen sie Lichtblitze
hoher Intensität und stellen dadurch mit Hilfe des
Linsenteils 4 ein sehr gut sichtbares Warnzeichen
bereit. Indem man zwei kleine, ohne weiteres
erhältliche 3-Volt-Lithiumzellen verwendet, um die
Batterien B1 und B2 bereitzustellen, sowie billige
lichtemittierende Dioden hoher Intensität als Dioden
LED1 und LED2, die wie oben beschrieben übersteuert
werden, kann Dauerbetrieb über viele Stunden hinweg
erzielt werden. Die Dioden können typischerweise mit
dem Vielfachen ihres Nenndauerstroms betrieben
werden, ohne ihren nominellen Maximalstrom zu
überschreiten und ohne ihre MBTF übermäßig zu
verringern. Die Verwendung von Lithiumzellen wird
wegen ihrer als sehr lang angegebenen Standzeit von
oft bis zu 10 Jahren besonders bevorzugt, jedoch
können andere Batterien wie Alkali-Mangan-Batterien
mit langer Standzeit akzeptabel sein. Mit langer
standzeit ist gemeint, daß die Batterie, wenn sie
nicht verwendet wird, einen Großteil ihrer
ursprünglichen Kapazität über eine längere Zeitdauer
von wenigstens einem Jahr und vorzugsweise wenigstens
drei Jahren beibehält. Trotz der Ungeeignetheit von
Lithium-Knopfzellen für die Abgabe hoher Ströme,
funktionieren sie wegen des diskontinuierlichen
Strombedarfs und der niedrigen Einschaltdauer bei der
vorliegenen Anwendung überraschend gut.
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Wenn die Gefahrenwarnung nicht länger
benötigt wird, kann sie abgeschaltet und die
Vorrichtung in ihren zusammengefalteten Zustand
zurückgeführt werden, indem man das Band 30 in seine
ursprüngliche Position zurückzieht. Vorausgesetzt,
daß eine ausreichende Batterielebensdauer verbleibt,
kann sie anschließend zur weiteren Verwendung
verstaut werden.
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Die zweite Ausführungsform funktioniert
ähnlich, mit der Ausnahme, daß der Blattfederschalter
50 durch den Magneten 52 in dem Ring 30 magnetisch
betätigt wird.
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Obschon eine rote oder bernsteinfarbene
lichtemittierende Diode für Gefahrenwarnanwendungen
am besten ist, kann für militärische oder
überwachungsanwendungen eine Infrarotdiode in
Verbindung mit Infrarot-Nachtsichtgeräten verwendet
werden.
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Die Ausführungsform, bei der die Streben bei
der Entfaltung um den Ring 30 geschwenkt werden, ist
für Anwendungen in der Seefahrt gedacht. Wenn sie ins
Wasser geworfen wird, wird der Luftraum innerhalb der
Linse 4 den erforderlichenn Auftrieb bereitstellen,
um die Einheit aufrecht schwimmen zu lassen, während
die Streben eine mehrfüßige Halterung oder einen
Fender bilden, um die Einheit zu stabilisieren und
sie frei von Hindernissen wie Bootsrümpfen schwimmen
zu lassen.
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Man beachte, daß eine blitzende
Gefahrenwarnlichtanordnung, die der beschriebenen elektrisch
ähnlich ist, in Gefahrenwarnvorrichtungen mit anderer
körperlicher Bauform eingebaut werden kann;
beispielsweise können die LEDs so angeordnet werden,
daß sie wie oben erwähnt unter einem flachen Winkel
Linsen eines reflektierenden Dreiecks beleuchten,
wobei die Linsen in einer fresnelartigen Anordnung
angeordnet sind, um so das Licht von den LEDs im
wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Dreiecks
nach außen zu lenken. Falls zwei LEDs verwendet
werden, können sie beabstandet sein und abwechselnd
betrieben werden, um verschiedene Bereiche des
Dreiecks zu beleuchten. Ebenso könnte die Körperliche
Bauform der beschriebenen Vorrichtung in Verbindung
mit alternativen Formen blinkender oder ständig
leuchtender Lichtquellen verwendet werden, um eine
freistehende Lampe oder ein freistehendes Leuchtfeuer
zu bilden.