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Inhalt: Modernisierung der leuchtfeuertechnichen Einrichtung des Leuchtturms Hohe Weg (WSA Bremerhaven)

Text: C. Mauel u. F. Hermann / Fotos: C. Urmetzer

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Bild 1: Der Leuchtturm Hohe Weg.


Allgemeines

Der Leuchtturm Hohe Weg (WSA Bremerhaven) zählt zu den ältesten deutschen Leuchttürmen (Inbetriebnahme 1856). Aber auch heute noch erfüllt er seine Aufgabe als wichtige Navigationshilfe in dem schwierigen Fahrwasser der Außenweser.

Über die vielen Jahrzehnte hinweg waren immer wieder technische Änderungen an Bauwerk und Leuchtfeuertechnik notwendig. Im Zuge dieser Arbeiten wurde es sogar erforderlich die Optik auszutauschen. Die alte ausgemusterte Optik ist heute im Schifffahrtsmuseum Bremerhaven ausgestellt.


Vorhandene Leuchtfeuertechnik

Das Leuchtfeuer ist auch eines der letzten Feuer gewesen, die mit einer klassischen Seezeichenlampe ausgerüstet waren. Zwar konnten in den 1990er Jahren noch Lampen in Sonderfertigung beschafft werden, dies war nun aber nicht mehr wirtschaftlich.

Daher beauftragte das WSA Bremerhaven die FVT zur Ausarbeitung von Alternativen und Hilfe bei der Realisierung einer neuen Leuchtfeuertechnik.

Beim Leuchtfeuer Hohe Weg ist zu beachten, dass die Gürteloptik für zwei unterschiedliche nautische Aufgaben benutzt wird:

Die erforderlichen Tragweiten für Leitfeuer und Quermarke sind unterschiedlich, da die Quermarkenfunktion nur im Nahbereich benötigt wird.

Um mit einer Gürteloptik - ohne zusätzliche optische Hilfsmittel - horizontale Vorzugsrichtungen mit höherer Lichtstärke zu erzeugen, benutzte man hier ein für Gürteloptiken ungewöhnliches Leuchtmittel mit transversaler Wendelanordnung.

Wegen der schlechten Lieferbarkeit geeigneter Seezeichenlampen musste in den letzten Jahren mehrmals auf andere Lampentypen umgerüstet werden.

Der zuletzt eingesetzte Lampentyp 24 V / 1000 W besaß eine Lebensdauer von nur 600 Stunden.

Technisch problematisch war der hohe Lampenstrom (ca. 40 A), der eine enorme Belastung für die Sockelkontakte darstellt. In den rauhen Umgebungsbedingungen auf einem Leuchtturm können solche Ströme immer wieder zu Frühausfällen an den Kontakten führen.


Inhalt des Überarbeitungsprogramms


Kenndaten der Leuchtfeuertechnik Hohe Weg

weiß 102°-138,5  Orientierungsfeuer
grün 138,5°-142,5°  Steuerbordwarnsektor
weiß 142,5°-145,5°  Leitsektor durch die Hohewegrinne
rot 145,5 - 184,0°  BB-Warnsektor und Quermarke
Farbe 184°- 278,5°  Orientierungsfeuer
  278,5°- 11,0°  verdunkelt / ohne Funktion

Suche nach einem geeigneten Leuchtmittel

Die Doppelfunktion der Gürteloptik Leitfeuer und Quermarke würde man heute mit zwei getrennten optischen Einrichtungen realisieren und zwar mit einem Präzisionssektorenleitfeuer und einer kleinen Kunststoff-Gürtellinse.

Um Aufwand und Kosten der Umrüstung minimal zu halten, kam jedoch ausschließlich ein Austausch des Leuchtmittels und des Wechslers in Frage.

Die FVT ist bei der Ermittlung von geeigneten Lampen für Leuchtfeuer und Lichtsignalanlagen bemüht die Anzahl der in der WSV eingesetzten Lampentypen möglichst gering zu halten. Dadurch ergeben sich zahlreiche Vorteile in Beschaffung und Lagerhaltung.

Beim Umbau von Leuchtfeuern wird in der Regel zuerst nach bereits eingelagerten Lampentypen gesucht.

Da Hohe Weg ein Festfeuer ist, kann man den Einsatz von Entladungslampen trotz der Gürtellinse erwägen. Es konnten zwei Halogenglühlampen und zwei Halogen-Metalldampflampen als prinzipiell geeignet ermittelt werden. Alle vier Lampen wurden mit einer baugleichen Gürteloptik in der FVT vermessen und mit der vorhandenen Bestückung verglichen.

Die nachstehenden Lampen wurden untersucht:

Leuchtmittel     WSV-Kat.-Nr.
Halogenglühlampe 120V/600W Axiale Wendel 6240-1668
Halogenglühlampe 230V/1000W Flachwendel 6240-2635
Halogen-Metalldampflampe
HRI-T250W/D
230V/250W Axialer Lichtbogen 6240-0882
Halogen-Metalldampflampe
HQI-T400W/N
230V/400W Axialer Lichtbogen 6240-0883
Tabelle 1: Untersuchte Leuchtmitteltypen.

Die Messungen und Berechnungen ergaben folgende Ergebnisse:

Leuchtmittel Photometrische Lichtstärke Wirksame Lichtstärke Tragweite in Seemeilen
bei s

Lebensdauer in h

Empfohlene Bestückung / Wechsler
  Iph in cd IW in cd 0,7411 0,4 0,3    
Glühlampe 24V/1000W seit 1992 mit Ausrichtung der Wendel 50000 37500 17,4 7,5 6,1 600 -
Halogenglühlampe 120V/600W 18000 13500 14,8 6,7 5,4 2000 -
Halogenglühlampe 230V/1000W mit Ausrichtung der Wendel 50000 37500 17,4 7,5 6,1 900 4-fach- Wechsler
Entladungslampe HRI-T 250W/D 17000 12750 14,8 6,6 5,4 10000 2-fach- Wechsler
Entladungslampe HQI-T400W/N 30000 22500 16,2 7,1 5,7 10000 2-fach- Wechsler

Tabelle 2: Vergleich der untersuchten Leuchtmittel.

Aus der Tabelle ist ersichtlich, dass bei Einsatz einer Entladungslampe die benötigte Lichtstärke nicht erreicht wird. Hinzu kommt, dass wegen der axialen Symmetrie der Lampe bzw. des Bogens rundum die gleiche Lichtstärke abgestrahlt wird. Somit würde in die Richtung des Leitsektors die gleiche Lichtstärke abgestrahlt wie bei der Quermarke.

Obwohl die Halogen-Metalldampflampen sehr gute betriebliche Eigenschaften haben (lange Lebensdauer und geringer Energieverbrauch ) wurde daher zugunsten der Halogenglühlampe 230 V / 1000 W entschieden.

Durch die Flachwendel ergibt sich die benötigte Vorzugsrichtung für den Leitsektor. Da Netzspannung verwendet wird, liegt der Lampenstrom bei rund 4 Ampere und stellt für den verwendeten Sockel eine geringe Belastung dar.

Etwas nachteilig schien die Nennlebensdauer von 900 Stunden (Die Lampe stammt aus dem Marktsegment der Studiobeleuchtung, wo die Lebensdauer keine so große Bedeutung wie im Schifffahrtszeichenwesen einnimmt.). Daher wurde entschieden die Lampe mit dem FVT-Vierfachwechsler zu betreiben. Die Lampenaustauschintervalle können damit gegenüber der alten Lösung immerhin verdreifacht werden.

Zusätzlich zu beachten ist, dass sich durch die zum Leitsektor ausgerichtete Flachwendel eine relativ große Unschärfe des Sektors ergibt.

Die Schärfe des Leitsektors ergibt sich durch die geometrischen Verhältnisse zwischen Lampe und Filterscheiben (siehe Bild 2).

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Bild 2: Skizze zur Beschreibung des unsicheren Sektors.

Für die neue Lampe konnte eine Unschärfe von ca. 0,5° ermittelt werden. Dieser Werte ist für den Leitsektor von Hohe Weg akzeptabel.


Realisierung

Nach Festlegung der Maßnahme wurde von der FVT-Sonderwerkstatt ein Vierfachwechsler aufgebaut. Gegenüber der sonst verwendeten Standardausführung war jedoch eine kleine Modifikation erforderlich, damit die Lampe beim Einsetzen immer automatisch zum Leitsektor ausgerichtet ist.

Die Einführung eines Vierfachwechslers gegenüber des bisherigen Zweifachwechslers bedingte auch eine Änderung der Fernwirkeinrichtung. Daher wurde die Wechseleinrichtung zuerst der Fachgruppe Nachrichtentechnik des WSA Bremerhaven übergeben. Diese entwickelte dann eine kostengünstige Adaption an das vorhandene Fernwirksystem.

Der Umbau der Einrichtung erfolgte durch Mitarbeiter des WSA Bremerhaven und der FVT.

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Bild 3: Alte lichttechnische Ausrüstung LT Hohe Weg mit 2-fach-Wechsler und 24 V / 1000 W Glühlampe.

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Bild 4: Neue Lichttechnische Ausrüstung mit 4-fach-Wechsler und Halogenglühlampe 230 V / 1000 W.

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Bild 5: Anordnung der Sektoren und Positionierung der Transversalwendel.


Bildnachweis: FVT