Rückstrahler

Rückseite eines roten Rückstrahlers

Speichen-Reflektor am Fahrrad

Rückstrahler strahlen einfallendes Licht bevorzugt in die Richtung zurück, aus der es kam. Zur Abgrenzung von anderen Retroreflektoren werden hier solche Reflektoren verstanden, die aus ebenen Spiegeln aufgebaut sind.

Grundlagen

Ziel ist es, das Scheinwerferlicht eines Kraftfahrzeuges so zu reflektieren (zurückzuwerfen), dass es die Augen des Fahrers des herannahenden Fahrzeuges erreicht. Dieser erhält dadurch Informationen über die Position von ansonsten möglicherweise schwer zu erkennenden Objekten.

Bei Sicherheitsreflektoren ist es nicht erwünscht, das Licht exakt in die Lichtquelle zurückzuspiegeln. Eine Streuwirkung ist erforderlich, um den kleinen Winkel zwischen Fahrzeugscheinwerfer, Rückstrahler und Betrachter zu überdecken.

Einsatzgebiete

BMW 750i mit separaten Rückstrahlern im Stoßfänger

Die größte Verbreitung finden Rückstrahler als Sicherheitseinrichtung im Straßenverkehr. In der Nacht werden z. B. ansonsten unbeleuchtete Objekte für herannahende Autofahrer sichtbar.

Nach der StVZO müssen Fahrräder in Deutschland mindestens mit zwei roten Reflektoren hinten (Bild), einem weißen vorn und nach vorn und hinten wirkenden gelben in den Pedalen ausgestattet sein. Hinzu kommen entweder mindestens zwei gleichmäßig verteilte gelbe Speichenreflektoren (Bild) pro Laufrad oder retroreflektierende Reifen. Oft sind die vorderen oder hinteren Retroreflektoren in die Rücklicht- bzw. Scheinwerfergehäuse integriert. Einer der hinteren Rückstrahler muss jedoch gesondert montiert sein. Weitere seitlich wirkende gelbe Rückstrahler sind zulässig. Für Österreich sind die entsprechenden Bedingungen in § 1 der Fahrradverordnung festgelegt.
Rückstrahler müssen auch an Kraftfahrzeugen, Anhängern und vielen anderen Fahrzeugen angebracht sein.

Obwohl zur Gruppe der Fußgänger zählend und damit gemäß StVZO nicht zur Ausstattung mit einem Rückstrahler verpflichtet, rüsten vermehrt Eltern ihre Kinderwagen mit Reflektoren aus. Beliebt sind hier klassische Hartplastikreflektoren, wie an Fahrrädern verwendet, oder auch spezielle, selbstklebende Reflektorfolie.

Auch Leitpfosten sind mit Rückstrahlern versehen. Diese reflektieren überwiegend weiß (farbneutral).

Oft versehen Hauseigentümer außerorts ihre Einfahrt mit Rückstrahlern. Rückstrahlende Elemente auf Fahrradreifen, Schulranzen oder Sicherheitswesten verwenden Reflektorfolie - ein Material mit kleinen transparenten Kunststoffkügelchen, deren Rückstrahlprinzip dem der Katzenaugen ähnelt.

Viele Verkehrsschilder sind retroreflektierend und zu diesem Zweck mit Folien bzw. Beschichtungen versehen.

Auch Reflexlichtschranken verwenden Rückstrahler, um Sender und Empfänger in einem Gehäuse unterbringen zu können und die Justage zu erleichtern.

Funktionsprinzip

Anhänger müssen in der EU mit dreieckigen Rücktrahlern mit einer Kantenlänge von 15 cm ausgerüstet sein

Ein retroreflektierender Rückstrahler wie abgebildet funktioniert mit einer Anordnung vieler kleiner dreiflächiger Winkelreflektoren bzw. totalreflektierender Prismen. Viele dreiseitige Pyramiden (keine Tetraeder!) sind in einem flächigen Array angeordnet. Jede Pyramide hat die Form einer von einem Quader abgeschnittenen Ecke - die drei sich in der Ecke treffenden Flächen stehen senkrecht aufeinander. Im Bildbeispiel sehen die Pyramiden (Quaderecken) von hinten aus wie Würfel. Die Ausrichtung aller Würfel- bzw. Quaderecken ist in der Regel gleich. Die Spitzen dieser Ecken zeigen von der Lichtquelle weg, ragen also nach hinten aus dem Rückstrahler-Körper heraus. Die tragende Scheibe ist vorn glatt und hat eine Stärke im Millimeterbereich.

Eine Verspiegelung der Pyramiden (optische Prismen) ist nicht erforderlich. Die von der Lichtquelle aus betrachteten schrägstehenden hinteren Grenzflächen werfen die durch die glatte Seite des Rückstrahlers einfallenden Strahlen aufgrund der Totalreflexion zurück. Aufgrund der Anordnung der jeweils drei Flächen in 90°-Winkeln wird das Licht in die Richtung aus der es kam zurückgespiegelt.

Wird der Rückstrahler nicht senkrecht angestrahlt, kommt es beim Lichteintritt in die glatte Vorderfläche zur Brechung. Diese wirkt sich auf die Retroreflexion nicht aus, da es beim Lichtaustritt wieder zur Brechung mit gleichem Brechungswinkel und gleicher Ausrichtung kommt.
Die zweifache Brechung kann sich jedoch nur aufheben, wenn die Vorderfläche eben und glatt ist, denn im Tripelspiegel kommt es zu einem kleinen seitlichen Versatz der Lichtstrahlen (Parallelverschiebung).

Abgewinkelter Rückstrahler

Die Totalreflexion des unverspiegelten transparenten Kunststoffes bleibt bei stark seitlichem Lichteinfall aus: Strahlen aus deutlich von der senkrechten abweichenden Anstrahlrichtungen werden weniger gut reflektiert. Die Aufteilung des Rückstrahlers in z. B. zwei oder vier Teilflächen unterschiedlicher Ausrichtung der Pyramidenflächen (erkannbar auf den Bildern) vermeidet bei schrägem Lichteinfall, dass die gesamte Reflektorfläche ihre Funktion verliert. Bei anderen Rückstrahlern sind teilweise auch jeweils benachbarte Pyramiden zueinander verdreht. Es bleibt so immer zumindest eine Fläche oder ein Nachbar funktionsfähig. Gelegentlich werden Teilflächen sogar noch leicht abgewinkelt (Bild).

Ein extrem präziser Rückstrahler ganz ohne Streuwirkung würde das Licht genau in die Scheinwerfer zurückspiegeln, also nicht oder kaum zu den Augen des Autofahrers. Deshalb wird schon bei der Herstellung eine beabsichtigte Streuwirkung vorgesehen. Eintreffende Strahlen werden dann als enger Kegel auf Kosten der Helligkeit zurückgeworfen. Diese Streuwirkung kann z. B. durch winzige Abweichungen der vielen kleinen Flächen von der zuvor beschriebenen Form oder durch Ausnutzen von Beugungseffekten erreicht werden. Eine kontrollierte Streuwirkung setzt eine sehr hohe Fertigungsgenauigkeit voraus.

Rückstrahler nach dem Tripelspiegel-Prinzip wurden früher aus Glas, werden heute jedoch aus transparentem Kunststoff (Plexiglas) hergestellt. Oft wird dieses rot oder gelb eingefärbt, sodass nur Licht dieser Farbe reflektiert wird.

Anmerkungen

Ein sehr gut und genau reflektierender Rückstrahler kann Kraftfahrer blenden.

Viele der beschriebenen und auch die abgebildeten Rückstrahler zeigen bei verschiedenen seitlichen Anstrahlwinkeln oder Entfernungen ein Maximum an Helligkeit an einzelnen Stellen aufgrund von Spiegelungen an nur zwei Flächen. Die Richtung des sehr hellen zurückgeworfenen Lichtes ist dann von der zufälligen Stellung von Scheinwerfer zu Rückstrahler abhängig. Dabei fehlt oft die Streuwirkung. Auch dieser nicht gewünschte Spiegeleffekt lässt sich durch das Verdrehen von Teilmengen der Tripelspiegel reduzieren. Es ist nahezu nie der ganze Rückstrahler, der sehr hell spiegelt.

Literatur

• Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1
• Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2006, ISBN 3-8085-2291-7