专利名称：带照明的交通单元及其带照明装置的透明塑料元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带照明的交通单元，其至少包括具有透明塑料元件的单元主体，该透明塑料元件包括被元件的塑料封装的照明装置。
这种交通单元公开在EP-A-0658655中。例如，所述交通单元包括路缘，透明塑料元件容放在其内的凹槽中。所述透明塑料元件包括铝片材料的托盘形容器，其中容器的底部稍微从容器的壁上升。在所述底部配装的是LED(发光二极管)形式的照明装置，且容器填充包括光折射颗粒的塑料。可选的是，底部以下的空间可以同样被填充。
这种塑料元件的主要缺点是，第一，元件的形状有限。元件可以由设置有浇注在LED顶部的容器内的颗粒的塑料制造。这意味着其的与环境接触的照明表面一直是平的。特别是很多交通单元具有各种不同的形状，因此这些交通单元不能用具有照明装置的透明塑料元件形式来照亮，或者只能用一些较小的元件。第二，在这种型式的开口容器内浇注塑料为不可靠且非再生工艺，由于很容易将气泡和不规则体浇注到该容器内。因此现有技术不能进行各种形状并且设计用于交通单元内的发光透明塑料元件可靠并可再生的制造。
本发明的目的是提供一种针对上述缺点的方案，也同时提供一种全面改进的交通单元，因此，本发明中，透明塑料元件是在封闭模具内由多组分塑料浇注而成。
为了达到本发明的目的，浇注可包括标准的注射模法和传递模塑法(借助模具腔的移动强制封装的材料填入模具腔内)二者。
优选，使用真空多组分浇注工艺。真空多组分浇注工艺具有的优点是，由于工序温度较低，使透明塑料元件可以包括入一些对高温敏感的元件，如LED和光导塑料线缆。
交通单元，以及其的透明塑料元件经常经过时效，并特别是在阳光尤其是紫外线光的照射下的变黄效应(yellowing effect)。因此，多组分塑料优选从聚氨酯和生物树脂(bioresin)系中选取，由于这些材料基本不会变黄或混浊，从而保证了长久的透明性。
交通单元必须能够耐受由交通造成的频繁的承载及变形，例如，车辆穿过他们。因此，所用的多组分塑料应具有永久的弹性及韧性。普通的透明多组分塑料经常是要么硬而脆，要么通过其内加入增塑剂具有弹性，然而在阳光的作用下会分解，结果失去弹性。因此透明多组分塑料优选弹性多组分塑料。
通过在封闭模具中利用浇注工艺，有可能可靠地并可再生地赋予透明塑料元件以现实的及任意的形状，而不必受到任何约束。因而根据本发明的交通单元可以具有任意形状。
优选，透明塑料元件为了提高其强度和承载能力而包括增强部分。更优选，所述增强部分包括一个或多个聚合物非织造的壁板。
尤其是，该单元主体包括凹槽，透明塑料元件至少一部分容放其内。对于透明塑料元件也有可能放在单元主体上。
优选，透明塑料元件的外表面基本与单元主体的外形相匹配。
在目前的交通中，经常使用的是被动交通通道，其为例如路径上的白线的形式，以标识各种车道，而在车道内也显示各种指示。有可能的应用为车道指示，车道内的盒子(box)以及速度指示。类似地，具有各种形式的诸如路面上的线或隆起的接近指示器。诸如路缘、交通岛等的交通障碍物包括彩色线形式的被动警告指示器和警告标志或诸如灯箱等的大的照明装置。
被动交通通道的主要缺点是其经常需要被外界的照明源照亮。这可导致可视性不好。即使在白天，在天气不好、太阳下山、下雨、接近黄昏、雪天以及下雪、雾等情况下可视性也有可能极大地被限制。
根据本发明的交通单元的重要优点在于，对于在交通路线上的观察者其作为一发光物，并因此保持清晰可见。
优选地，透明塑料元件与单元主体接触的外表面的部分，和/或与透明塑料元件接触的单元主体的部分包括吸光材料。例如，可以使用一层粘结剂或其他粘结剂层，其上附加有吸光材料。吸光材料的存在具有的优点为若关闭照明装置，交通单元变得几乎不可见。换句话说，当关闭时，透明塑料元件将呈现吸光材料的颜色，特别是黑色材料。如果交通单元是路面的话，本实施例尤为重要。若路面包括各种透明塑料元件，例如对于既是两车道又是三车道的路面他们作用为在路面上标识分界线，那么透明塑料元件在不使用时对于道路使用者不可见是重要的。
优选，透明塑料元件与单元主体接触的外表面的部分，和/或单元主体与透明塑料元件接触的表面部分包括光反射材料，其为可选的颜色，一个或多个照明装置面对所述的反射材料。例如，在这种情况下，也可以利用一层粘结剂或其他粘结剂层，他们设置有染料或具有可选颜色的光反射物质。
以以下将在附图中详细说明的方式，例如，提供一种选择，给透明塑料元件赋予一种特别颜色的视觉效果，由于整个元件被其均匀地照亮，而不会存在例如由LED等一点一点地照亮的视觉效果。
当然，透明塑料元件也可以通过选取适宜的塑料或后来以适宜的方式上色而被赋予特别的颜色。除了使用彩色塑料或使用光反射材料外，也有可能使用发光的、磷光或荧光材料或元件。
透明塑料元件必须具有连接装置，用于将照明装置连接到用于给照明装置供能的能量源上。术语能量源不仅指电源，而且在光导线缆情况下也指光源。
用于供电的连接装置可以例如包括适宜的连接端子。
这种类型的电源也可以一同模塑到塑料元件中，例如，如果利用具有蓄电池的太阳能电池。这种蓄电池在白天可以由太阳光充电，而在晚上供能给照明装置。
将被供电的照明装置与光导线缆组合在一起也是有可能的。
优选，单元主体设置有连续的槽，该槽被设计以容放连接照明装置到能量源的导线。对于供电的可选方案包括例如普通使用的可以连接到电源上的连接端子。
在一具体实施例中，单元主体设置有偶连装置，其被设计以将单元主体连接到另一单元主体的偶连装置上。这些偶连装置可以采取例如凸舌-和-沟槽的形式或榫舌、燕尾连接的形式等。
优选地，偶连装置也包括用于连接照明装置的连接装置，以便偶连到一起的单元主体的照明装置可以通过一个连接由能量源供能(照亮)。
根据本发明的交通单元没有限制，例如，可以从路缘、交通岛、迂回元件、转弯标记块、公用道路三角形等中选取。尤其是，交通单元可以是路面或其一部分。当用作路面时，例如用于路面的分界线、方向指示、或速度指示等，根据本发明的交通单元提供了特别的优点。
在路面的情况下，对于单元主体优选包括一个或多个供电导线，且对于透明塑料元件，优选地包括可以与所述导线相连的连接端子。这种连接将在对附图的描述中加以详细解释。从而，对于首先铺设在路面内的供电导线，和要以简单方式与其依次电连接的塑料元件来说，是有可能实现的。
特别是，在本实施例中，供电导线是通过绝缘层绝缘的绝缘电缆，且连接端子包括锋利的导电材料的连接端子，该端子刺穿电缆的绝缘层，以形成电连接。本实施例将同样参照附图在下面加以详细描述。
特别是，在根据本发明的交通单元中的照明装置包括一个或多个基本平面的照明元件。平的照明元件具有的优点为根据本发明的透明塑料元件可以做得很薄。照明元件在模具中的浇注过程中可以容易地封装。在浇注工序之前，照明装置可被引入所需形状的模具腔内。
例如，照明元件从LED、电激发发光箔片片段，并优选地从光导线缆或被光导线缆照亮的元件中选取。根据本发明，照明装置因而可以为从透明塑料元件外侧电激发的照明装置，尽管照明装置也可以为借助于外部光源辐射形式的装置。后者的情况可以例如涉及光导线缆。同样有可能的是两种系统的组合，即，在透明塑料元件内的照明装置被位于透明塑料元件外侧的电源供电，照明装置又形成供存在于透明塑料元件内的光导线缆等的光源。
术语光导线缆尤其指光纤石英线缆或光纤玻璃线缆。
而优选，使用同时具有较高的光输出率及较低的光吸收率和低成本的塑料光导线缆。这些塑料光导线缆可以从例如PMMA或聚氨酯线缆中选取。
优选，照明装置包括可以被照亮的光导线缆，尤其是光导线缆的光出口端处于透明塑料元件的外部边界之内。这个实施例在路面的情况下特别优选，并将在下面参照附图详细说明。
在本文中，参照文件为FR-A-2,686,104，其公开了包括光导线缆的交通单元。然而，其不涉及透明交通单元，此外，光导线缆的出口端伸到塑料元件的表面以外，这意味着它们可以轻易地被损坏和/或污损。这在光导线缆的光输出比上具有负面影响。
优选，透明塑料元件具有大致T形的横截面。从而，透明塑料元件可以简单地通过已引入交通单元例如路面内的槽来固定，并且T形横截面的垂直支腿被定位在槽内。顶部，在该情况下其位于这种结构中的交通单元上，优选地在其朝向该单元的周边倒角。特别是，在交通单元内的槽为这种结构，以便例如由车辆，施加到交通单元上的负载基本上不会在所述槽内传播，从而，使用于照明装置的敏感的电子元件，如电源或光源，可容放在其内。
T形横截面确保了透明塑料元件不能在交通单元中横向移动。纵向移动可以通过局部设置有翼肋(wing rib)的透明塑料元件予以适当并可靠地消除。这种翼肋，具体地说，局部位于透明塑料元件之内，而局部在其外侧。为了将透明塑料元件固定在交通单元之内，可行的是，不仅布置细长的槽，而且还要布置多个横向的附着装置以容放所述翼肋。本实施例将同样在下文中予以详细描述。
交通单元优选地具有定位装置，以用于在光导线缆出口端附近的光导线缆。从而，这提供的益处为，当透明塑料元件在封闭模具中浇注制造时，定位装置可以将光导线缆固定到位。例如，这种翼肋的固定装置为具有孔的突出的凸耳，在孔中紧固光导线缆的端部。对于要以适宜方式定位的光导线缆来说，在封闭模具中浇注情况下这是显而易见有可能的。
在根据本发明的交通单元的优选实施例中，透明塑料元件包括一个或多个靠近光导线缆出口端的光学元件，所述光学元件优选地以与透明塑料元件相同的材料制成。这些光学元件不受任何限制，而可以从透镜、棱镜和漫射元件等中选取。
在具体的实施例中，多个LED装在透明塑料元件的LED组件中，以照亮光导线缆。所有都朝向所述组件导引的交通单元的光导线缆使这成为可能。这具有的优点是，在透明塑料元件制造后，LED组件可以可更换地容放其内，并且在损坏或其他故障的情况下同样可以轻易地更换。
光导线缆的照明除了在透明塑料元件内的LED组件外也可以由一些其他方式实现。尤其是，光导线缆可以由位于交通单元外侧的光源照亮。在廉价的塑料光导线缆的情况下，具有的益处为透明元件可以简单且低成本地被更换，而较贵的光源不必更换。
优选地，为此目的的光导线缆连接到用于连接光源的第一接头。光源可以从许多不同的光源中选取。而优选，光源包括LED组件，其存在于第二接头中，第二接头适于与第一接头连接。
所用的接头可以采取例如适宜设计的插头的形式，光导线缆终止在一个插头，而光源处于另一插头内，或插头连接到所述光源。光导线缆所终止的插头可选地可以整合到塑料元件中。
显而易见的是，光导线缆的定位可以以多种方式实现；而优选，光导线缆被定位成工作时远离其的光线与路面成大约20°的角度，这是由于在这种角度下，照明及由此的透明塑料元件可以非常容易地被路人发现。
本发明还提供了一种透明塑料元件，其包括被塑料封装的照明装置，且其通过浇注多组分塑料在一封闭模具内制成，其显然可设计用于根据本发明的交通单元。
根据本发明的透明塑料元件可以容放在单元主体的槽内，而同样可以例如用胶水及其类似物设置在单元主体上。
最后，本发明提供一种翼肋，其明显可设计用于根据本发明的透明塑料元件。
图1a、b和c示出根据本发明的一些可能的交通单元；图2示出图1a的Ⅱ/Ⅱ的剖面；图3示出包括根据本发明的透明塑料元件的路缘的剖面；图4a、b和c示出包括根据本发明的透明塑料元件的路面构造过程中的各个步骤；图5示出作为包括透明塑料元件的交通单元的路面；图6示出与图5相应的透明塑料元件的透视图；图7示出与图6相应的透明塑料元件的局部剖视图；图8示出与图5相应的剖面的放大的视图；图9示出根据本发明的翼肋；图10示出与图6相应的透明塑料元件的侧视图；图11示出根据本发明的交通单元的透视图，包括了在交通单元外侧的光导线缆和光源；以及图12示出用于将光导线缆和光源连结的插头组合的示例。
图1a示出环道单元的透视图，图1b示出路边标志块的透视图，且图1c示出交通岛块体的透视图。交通单元由1标识并且包括容纳透明塑料元件3的凹槽2，该透明塑料元件包括以LED形式的照明装置。如这些图所示，透明塑料元件的外表面基本与交通单元本体5的外形匹配。图1a清晰地示出了在一侧上的突起6形式的配合装置及在另一侧上的相应形状的凹槽7。这些配合装置同样也设置有适宜的连接装置，用于将处于一个元件1内的LED电连接到其他元件上。
透明塑料元件优选地用真空浇注工艺由多组分塑料尤其是弹性多组分塑料制造。
图2示出了由图1a的Ⅱ/Ⅱ取得的交通单元的剖面图。在此各个元件清晰可见，并且作用为容放将LED4连接到外电路的导线9的通道8也可从图中看到。
图3示出了路缘的剖面，其中可清晰地看出，包括LED的透明塑料元件具有弯曲的形状。
在上述附图中，在每种情况下透明塑料元件都是容纳在元件主体内的凹槽中。而这只是优选的，并不是必须的。塑料元件同样也可以粘结到单元主体上。
图4a示出利用VOAC(全疏松沥青混凝土(very open asphaltconcrete))铺制路面的第一个步骤。在将形成凹陷底层的地基的上面，铺设有绝缘电缆11，该电缆将用于通过透明塑料元件13内的连接端子12电连接以给处于塑料元件13中的LED14供电。
连接端子12包括导电材料例如金属的锋利的边缘15，其作用为刺穿绝缘电缆11的绝缘材料而与其内的导体接触。
附图标记16标识粘结剂层，其作用为将发光塑料元件13固定到地基10上。在塑料元件13上设置的是临时保护膜17，在VOAC被施放并压平后，可以去除该膜。
图4b示出VOAC18已被施加并且锋利的接头15已经与电缆11内的导体电连接的状态。纵向凹槽19起在VOAC混凝土中良好并耐久容放的作用。
在图4b中，保护膜17已经被去除。为了清晰的缘故，LED14和连接端子12之间的连接未详细示出。
图4c示出透明塑料元件13，其已经布置在现有的VOAC路面21中的碾压过的凹槽20内，并且已被一层粘结剂22粘结在其中。在此供电引线由23标识，且其可以以与上述相同的方式借助于适宜的锋利接头(未示出)电连接到照明装置上。
附图标记24标识防滑表面图形。这就防止了在潮湿天气情况下，透明塑料元件变得光滑。
在图4a和4b以及4c中，粘结剂可以为黑色粘结剂或另一方面可以为彩色粘结剂。如先前所讨论的，黑色粘结剂所具有的优点为，在照明装置未供电时，单元主体不可见。
图5再次示出了其内带有透明塑料元件25的路面，该塑料元件具有大致T形的横截面。透明塑料元件25设置在路面21的槽26内，并又借助于粘结剂16固定。附图标记27标识在透明塑料元件25的横向延伸的翼肋，而以下将参照图9对其进行详细描述。
透明塑料元件25包括多排凸台28，他们在光导线缆30的端部设置有透镜状元件29。其在图5中以放大的零件图更清晰地被示出。这种具有透镜状元件的凸台可以在透明塑料元件制造期间在一封闭模具内直接一体浇注出来。
图6示出与图5相应的透明塑料元件25的透视图。明显看出多排凸起28具有透镜形元件29，每个透镜形元件29连接到光导线缆30上。
图7中，示出凸起28的塑料元件25的局部纵剖视图，其中，光导线缆30被表示出其端部靠近透镜形元件29。也可清晰地看出在透明塑料元件制造过程中，翼肋27作用为定位光导线缆。当然，翼肋可以具有任何适宜的形状，并且在这种情况下，作用为在模具中浇注透明塑料元件期间在该模具中定位光导线缆。
优选，光导线缆30的端部距透明塑料材料的外表面一小段距离。在光导线缆的出口端和光学元件的外表面之间可以存在光学元件，光学元件优选地由与透明塑料元件相同的材料构成。
在透明塑料材料用于路面的情况下角度α优选地约为20°。
图8示出图5的剖面的放大的零件图，其中槽26为可见的，T形透明塑料元件的支腿引入其内。此处光导线缆30同样是可见的，其连接到示意性表示的LED31上。借助于供电引线32,LED31可以以与参照图4所描述的相同的方式，通过具有锋利边缘的连接端子12连接到电缆11上，该电缆11已事先铺设在槽26内。
因此，在上述附图中示出并被设计用于路面的透明塑料元件包括作为照明装置的光导线缆，所述光导线缆能够通过在透明塑料元件内的LED被照亮。而另外也有可能借助于位于透明塑料元件外侧的光源来照亮光导线缆，例如，光导线缆可以延伸到一插头，该插头又连接到第二插头，而第二插头包括一光源。
图9示出了翼肋27的实施例，翼肋27其上具有突出部33，突出部具有定位开口34，其用于在透明塑料元件在模具中浇注时定位光导线缆30。利用这种翼肋27的优点在于，翼肋27不仅在透明塑料元件25制造时准确定位光导线缆30，而且当透明塑料元件25如参照以上附图所描述的那样定位到路面或其他一些交通单元时准确定位。
透明塑料元件25的T形横截面的垂直支腿相对透明塑料元件有可能承受的横向应力提供了很好的稳定性。通过从透明塑料元件25的材料上局部突出的翼肋27完全消除了纵向应力。从而，在透明塑料元件定位在例如路面内之前，可行的是不仅设置用于T形横截面的垂直支腿的纵向槽，而且设置用于翼肋27的各种横向槽。
图10示出了与图5相应的透明塑料元件的侧视图。附图标记35表示可更换的LED组件，该组件包括很多LED，他们全都连接到一个或多个光导线缆上。利用LED组件的优点在于，例如在透明塑料元件制造好后，该组件35可以配装其上，并且在损坏或故障情况下可以轻易地更换。
图11示出如图1b中所示的交通单元的透视图，然而，照明元件包括光导线缆30，该线缆的一端靠近透明塑料元件3的表面，并在此通过漫射能够照亮交通单元。所有的光导线缆30都合并到第一接头内，在此示为一插头36。该插头36可以相配地连接到包括光源的插座上。
这种插头组件的示例示于图12中。这个插头组件包括第一接头37和相配结构的第二接头38。接头37为包括壳体39的插头，光导线缆30从壳体39内延伸出。第二接头38包括具有壳体40的插头，壳体内存在LED，该LED可以借助于供电电缆42予以供电。壳体40配装入壳体39内。从而，光导线缆30可以被LED41照亮，导致照亮如图11所示的交通单元。很明显可以采用其他照明装置取代LED。
权利要求
1．一种带有照明的交通单元，至少包括具有透明塑料元件的单元主体，该透明塑料元件包括被元件的塑料封装的照明装置，其特征在于，透明塑料元件在封闭模具内由多组分塑料浇注而成。
2．如权利要求1所述的交通单元，其特征在于，多组分塑料是从聚氨酯系或透明生物树脂系中选取。
3．如权利要求1或2所述的交通单元，其特征在于，多组分塑料为弹性多组分塑料。
4．如权利要求1到3所述的交通单元，其特征在于，塑料元件包括增强部分。
5．如权利要求4所述的交通单元，其特征在于，增强部分包括一个或多个非织造的聚合物壁板。
6．如上述权利要求中任一项所述的交通单元，其特征在于，透明塑料元件的外表面基本与单元主体的外形匹配。
7．如上述权利要求中任一项所述的交通单元，其特征在于，交通单元为路面(18、21)或路面的一部分。
8．如上述权利要求中任一项所述的交通单元，其特征在于，照明装置包括光导线缆(30)，所述线缆可以被照亮。
9．如权利要求8所述的交通单元，其特征在于，光导线缆包括光导塑料线缆。
10．如权利要求8或9所述的交通单元，其特征在于，被设计为发光的光导线缆(30)的光输出端位于透明塑料元件(25)的外边界以内。
11．如上述权利要求中任一项所述的交通单元，其特征在于，透明塑料元件(25)具有大致T形的横截面。
12．如权利要求8-11中一项或多项所述的交通单元，其特征在于，用于光导线缆的定位装置存在于光导线缆的光输出端的附近。
13．如权利要求8-12中一项或多项所述的交通单元，其特征在于，透明塑料元件包括一个或多个用于光导线缆输出端的光学元件。
14．如权利要求13所述的交通单元，其特征在于，存在于光导线缆输出端上游的光学元件由与透明塑料元件相同的材料制成。
15．如权利要求8-14中一项或多项所述的交通单元，其特征在于，在透明塑料元件(25)内的LED组件(35)中包括多个LED，以照亮光导线缆。
16．如权利要求8-15中一项或多项所述的交通单元，其特征在于，光导线缆(30)可以由位于交通单元外侧的光源照亮。
17．如权利要求8-16中一项或多项所述的交通单元，其特征在于，在交通单元为路面或路面的一部分的情况下，光导线缆(30)被定位成在使用时远离他们的光线与被照亮的路面(25)形成约20°的角。
18．一种包括照明装置的透明塑料元件，所述照明装置被元件的塑料封装，并且所述透明塑料元件在封闭模具中由多组分塑料浇注而成，其明显被设计用于如权利要求1-17中一项或多项所述的交通单元。
19．一种翼肋，其明显被设计用于如权利要求18所述的透明塑料元件。
全文摘要
一种带有照明的交通单元,其至少包括具有透明塑料元件(3)的单元主体(5),该透明塑料元件包括被元件的塑料封装的照明装置(4),透明塑料元件在封闭模具内由多组分塑料浇注而成。交通单元的示例为路缘、交通岛、迂回单元、路面等。根据本发明的交通单元被感觉为发光单元。
文档编号F21S2/00GK1325473SQ99813043
公开日2001年12月5日 申请日期1999年11月5日 优先权日1998年11月5日
发明者艾雷尼厄斯·J·T·M·帕斯 申请人:艾雷尼厄斯·J·T·M·帕斯