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Inhalt: Modernisierung der leuchtfeuertechnischen Einrichtung des Leuchtturms Norderney (WSA Emden)

Fotos: G. Klein, C. Urmetzer

Im Leuchtfeuer Norderney wurde bislang eine Hochvolt-Halogenglühlampe aus dem Fotobereich eingesetzt (Nennlebensdauer: 750 Stunden). Um die Wartungsintervalle vergrößern und damit die Kosten reduzieren zu können, musste hier eine neue Lösung ermittelt werden.

Alte Ausrüstung

Laut alter leuchtfeuertechnischer Angabe und technischem Bericht TB 591 (Technischer Bericht des Seezeichenversuchsfeldes vom 7.11.1972) besaß Norderney die effektive Betriebslichtstärke 411000 candela (cd).


Durchgeführte Untersuchungen im Lichtlabor der FVT

Zur Ermittlung von Lampenalternativen wurde die in der FVT vorhandene dioptrische Linse mit drei verschiedenen Halogen-Metalldampflampen bezüglich Lichtstärkeverteilung gemessen und die effektive Betriebslichtstärke bei der vorgegebenen Umlaufgeschwindigkeit berechnet.

Die auf dem Turm stehende Optik besitzt auch noch einen großen katadioptrischen Teil, der im Labor nicht vermessen werden konnte. In TB 591 wurde die Lichtstärke daher durch Berechnung aus den Messwerten ermittelt.

Bild_01
Bild 1: Rechnergesteuertes Goniophotometer im Lichtlabor der FVT. Versuchsanordnung zur Ermittlung von Lampenalternativen und Messung der Lichtverteilung für das Leuchtfeuer Norderney.


Ergebnisse

Bei Verwendung der Halogen-Metalldampflampen ergeben sich die nachstehenden effektiven Lichtstärken I eff,D (nur dioptrischer Teil, siehe auch Diagramme (Verteilungskurven) 1 bis 3:

Lampe I max in cd Übertragungsgrad k i eff, D in cd
HQI-T 400 W / N

1 440 000

0,385

554 000

HQI-T 2000 W / N

1 750 000

0,465

814 000

HRI-E 400 W / NSc

77 000

0,571

44 000

Diagramm_01
Diagramm 1.

Diagramm_02
Diagramm 2.

Diagramm_03
Diagramm 3.

Die bislang vorhandene Lichtstärke (411 000 cd) wird also bereits beim Einsatz der Lampe HQI-T 400 W/N (klarer Kolben) erreicht. Dabei ist die zusätzliche Lichtstärkeerhöhung auf Grund des katadioptrischen Teils noch nicht berücksichtigt.

Die Aussagen bezüglich der Verwendung der Lampen HRI-T 400 W/NSc (Ellipsoid, matt) und HQI-T 2000 W gelten entsprechend wie beim Leuchtturm Borkum, sodass auch hier die Lampe HQI-T 400W/N eingesetzt wurde.

Beitrag des Katadiopters zur Lichtstärke:

Der Flächenanteil des Diopters und des Katadiopters betragen jeweils 2100 cm² (alte Leuchtfeuertechnische Angabe vom 29.01.1975).

Aufgrund der senkrechten Anordnung des Entladungsbogens der Lampe und der außergewöhnlichen Höhe der Optik (2,6 m) kann für die Randbereiche der Optik nur ein Wirkungsgrad von 20% angesetzt werden. Dieser Wert wird die Berechnung der gesamten Lichtstärke verwendet.

Die Lichtstärke ergibt sich aus nachstehendem Ansatz.

Damit wird der flächenmäßige Anteil des Katadiopters proportional zum Diopter berücksichtigt.

Formelmäßige Darstellung:

I eff, gesamt  effektive Lichtstärke der gesamten Optik
I eff, D  effektive Lichtstärke des Diopters
hKatadiopter  Wirkungsgrad des Katadiopters (20%)
Katadiopter  Lichtdurchtrittsfläche des Katadiopters (2080 cm²)
FDiopter Lichtdurchtrittsfläche des Diopters (2130 cm²)

Es ergibt sich für die Lampe HQI-T 400 W/N eine effektive Betriebslichtstärke von

I eff, B, gesamt =0,75 * (1 + 0,195) * I eff, D= 496 000 cd.

Bild_02Bild_03
Bild 2 / 3: Leuchtfeuer Norderney. Neuer Lampenwechsler, mit und ohne Sonnenschutz.


Durchgeführte Maßnahme

Die Festlegung der Lampe HQI-T 400 W/N bedingte auch einen Neubau der Lampenwechselvorrichtung mit integrierten Zünd- und Vorschaltgeräten. Wegen der hohen Lebensdauer der Lampe von 10 000 Stunden ist ein Zweifachwechsler ausreichend. Da keine handelsüblichen Produkte existieren, wurde der Lampenwechsler in der FVT konstruktiv bearbeitet und gefertigt.

Der Einbau des Lampenwechslers und die Inbetriebnahme mit dem neuen Leuchtmittel erfolgte am 23.03.2004.

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Bild 4: Leuchtfeuer Norderney. Der neue Lampenwechsler wird durch einen Mitarbeiter der FVT justiert.


Bildnachweis: FVT