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Die Erfindung bezieht sich auf einen Signalscheinwerfer für Strassenverkehr-Farblichtsignal- anlagen mit einer elektrischen Lampe, einem diese Lampe umgebenden Reflektor und einer die Licht- austrittsöffnung abschliessenden Abschlussscheibe in Form einer auf der Aussenseite glatten, insbe- sondere konvex ausgebildeten, sammelnden Stufenlinse, wobei der Reflektor sich zur Abschlussschei- be hin erweiternd ausgebildet ist.
Signalscheinwerfer vorgenannter Art dienen dazu, den Strassenverkehr, insbesondere an den
Kreuzungen, zu regeln, und es sind solche Signalscheinwerfer meist in Gruppen in sogenannten
Verkehrsampeln untergebracht, wobei abwechselnd verschiedene Scheinwerfer eingeschaltet werden, um den Verkehrsteilnehmern Weisungen für das vorgeschriebene Verhalten im Strassenverkehr zu übermitteln. Es ist dabei ein wesentliches Erfordernis, welches an diese Signalscheinwerfer zu stellen ist, dass von den Verkehrsteilnehmern leicht und einwandfrei erkannt werden kann, ob der betreffende Signalscheinwerfer eingeschaltet oder ausgeschaltet ist.
Hiezu muss die von den
Verkehrsteilnehmern wahrnehmbare Helligkeit im eingeschalteten Zustand der Signalscheinwerfer auch bei Tag, und selbst wenn aus der Umgebung starkes Licht auf einen solchen Scheinwerfer fällt, wesentlich über jener Helligkeit liegen, mit der die Verkehrsteilnehmer die Umgebung des
Signalscheinwerfers oder daneben befindliche ausgeschaltete Signalscheinwerfer wahrnehmen. Her- kömmliche Signalscheinwerfer vermögen aber diesem Erfordernis mit praktisch tragbarem Aufwand nicht zu entsprechen.
Ursache hiefür ist in erster Linie der sogenannte Spiegelphantom-Effekt, der darin besteht, dass beim Vorhandensein eines Reflektors im Inneren des Scheinwerfers von aussen her durch die Abschlussscheibe in den Scheinwerfer einfallendes Licht, u. zw. insbesondere Sonnenlicht, an diesem Reflektor reflektiert wird und so den Eindruck vortäuscht, als sei der betreffende Scheinwerfer eingeschaltet. Obgleich verschiedene Versuche unternommen wurden, diesem nachteiligen Effekt entgegenzuwirken, gelang es bisher nicht, eine allgemein brauchbare Lösung dieses Problems zu schaffen.
Eine verhältnismässig einfache Massnahme zur Ausschaltung des Spiegelphantom-Effekts besteht darin, im Scheinwerfer keinen Reflektor vorzusehen und die Lichtleistung der Lampe entsprechend zu erhöhen, um so den Ausfall der Wirkungsgradverbesserung, die durch den Reflektor erzielt wird, wettmachen zu können. Der dabei erforderliche höhere Energieaufwand bewirkt aber eine empfindliche Erhöhung der Betriebskosten derartiger Signalscheinwerfer, welche sehr ins Gewicht fällt, und wirkt sich auch durch die vergrösserte Wärmebelastung der Leuchtengehäuse nachteilig aus.
Aber auch das Vorsehen optischer Systeme, welche dem von aussen auf die Lichtsignalanlagen fallenden Licht den Eintritt in das Innere der Signalscheinwerfer verwehren sollen, vermochte nur bescheidene Ergebnisse zu erzielen ; so ist es schon zufolge des stets wechselnden Sonnenstandes praktisch nicht möglich durch aussen an den Lichtsignalanlagen angebrachte Abdeckungen, sogenannte Schuten, das unerwünschte Fremdlicht von den Signalscheinwerfern abzuhalten, selbst wenn man diese Schuten besonders lang ausbildet und damit in vielen Fällen schon die Sichtbarkeit der Signalscheinwerfer merklich einschränkt ;
aber auch spezielle Ausbildungen der Abschlussscheiben, die durch Reflexion und Absorption des von aussen einfallenden Lichtes in der Scheibe selbst ein Eindringen von Fremdlicht in das Innere des Scheinwerfers verhindern sollen, vermögen das anstehende Problem nicht zu lösen, da sie eine erhebliche Abschwächung der Scheinwerferhelligkeit als unerwünschte Nebenwirkung mit sich bringen und damit die angestrebte gute Erkennbarkeit der Lichtsignale wieder in Frage gestellt ist.
Bei dem aus der AT-PS Nr. 266654 bekannten Signalscheinwerfer eingangs erwähnter Art ist das optische System aus einer Lampe und einem hinter dieser angeordneten Reflektor gebildet, gefolgt von einer Ausblendscheibe, auf die wieder eine Stufenlinse folgt, die als Abschlussscheibe der Lichtaustrittsöffnung dient. Die Ausblendscheibe hat mindestens einen lichtundurchlässigen Bereich, um Fremdlicht, das von aussen in den Scheinwerfer fällt, am Erreichen des Reflektors zu hindern. Die Ausblendscheibe bewirkt einen Lichtverlust und es wird der Wirkungsgrad weiter herabgesetzt, wenn man in diesem System, um eine einigermassen gleichförmige Leuchtfläche und eine einigermassen vom Betrachtungsort unabhängige Erkennbarkeit zu erzielen, eine Streuscheibe vorsieht.
Es ist nun ein Ziel der Erfindung, einen Signalscheinwerfer eingangs erwähnter Art zu schaffen, bei dem mit geringem Energieaufwand eine gute Helligkeit der Signalgabe erzielt werden kann und gleichzeitig von aussen auf den Scheinwerfer fallendes Fremdlicht, insbesondere auffallen-
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des Sonnenlicht, keine Täuschung über den jeweils vorliegenden Betriebszustand des Scheinwerfers bewirken kann.
Der erfindungsgemässe Signalscheinwerfer eingangs erwähnter Art ist dadurch gekennzeichnet, dass der die Lampe umgebende Reflektor in Form eines Ringes ausgebildet ist, der sich mindestens entlang des seitlichen und oberen Randbereiches der Lichtaustrittsöffnung bis zur Stufenlinse hin erstreckt, dass an der von der Lichtaustrittsöffnung abgewendeten Seite des Ringreflektors die Wand des Reflektorraumes in jenem Bereich, auf den durch die Stufenlinse von aussen her in den Reflek- torraum eintretendes Licht fallen kann, praktisch reflexionsfrei ausgebildet ist und dass vorzugs- weise der Leuchtkörper der Lampe als M-förmig gespannter Glühfaden ausgebildet ist, der in einer zur optischen Achse der Stufenlinse senkrechten Ebene angeordnet ist, welche sich zwischen der
Stufenlinse und deren Brennpunkt befindet.
Durch die erfindungsgemässen Massnahmen wird auf sehr einfache Weise der vorgenannten Ziel- setzung sehr gut entsprochen, und es wird bei praktisch völliger Ausschaltung des sogenannten
Spiegelphantomeffekts eine sehr gute Helligkeit der Signalgabe erreicht, welche erheblich höher ist als jene von üblichen Signalscheinwerfern, bei denen die Abschlussscheibe spinnwebenartig ge- rippt ist. Es kann dabei beim erfindungsgemäss ausgebildeten Signalscheinwerfer die angestrebte gute Sichtbarkeit der Signalgabe gleichzeitig sowohl in grosser Entfernung, wo ja besonders der achsnahe Bereich von Bedeutung ist, als auch in geringer Entfernung, wo dem weit von der Schein- werferachse abliegenden Gebiet grosse Bedeutung zukommt, wie z. B. dem Bereich unmittelbar vor einer Verkehrsampel, erzielt werden.
Es ergibt sich dabei durch das Zusammenwirken des ring- förmigen Reflektors mit der Stufenlinse, dass im achsfernen Nahbereich ein heller Fleck besonders gut sichtbar ist. Für die gleichmässig gute Sichtbarkeit dieses hellen Flecks von verschiedenen
Betrachtungsstellen ist dabei die vorzugsweise vorgesehene Ausbildung des Leuchtkörpers der Lampe mit M-förmig gespanntem Glühfaden, die auch eine einfache Fertigung der Lampe ermöglicht, sehr günstig.
Zum Erzielen einer guten Verteilung der Lichtausstrahlung über einen grossen Winkelbereich wird die Aussenseite der Stufenlinse, die im Sprachgebrauch auch häufig Fresnel-Linse genannt wird, konvex ausgebildet. Für ein möglichst einheitliches Aussehen der Lichtsignale über die ganze wahrnehmbare Lichtaustrittsfläche ist es sehr günstig, wenn die in radialer Richtung ge- messene Breite der Stufen der Stufenlinse kleiner als 15 mm ist. Besonders günstig ist es dabei, die Breite der Stufen der Stufenlinse mit zirka 5 mm zu wählen.
Ein besonders homogener Übergang der Lichtabstrahlung vom achsnahen Bereich, welcher, wie bereits erwähnt, insbesondere für die Fernerkennung der Lichtsignale von Bedeutung ist, zum achsfernen Bereich, der z. B. die Erkennbarkeit der Lichtsignale von Fahrzeugen aus, welche unmittelbar vor einer Verkehrsampel halten, bestimmt und besonders für die Fussgänger im Kreuzungsbereich wichtig ist, ergibt sich dabei, wenn man vorsieht, dass in an sich bekannter Weise die an den einzelnen Stufen der Stufenlinse befindlichen, im Sinne der Linsenwirkung lichtbrechenden Lichtdurchtrittsflächen praktisch alle annähernd unter dem gleichen Winkel zur Linsenachse geneigt verlaufend ausgebildet sind.
Für die Helligkeit der Signalgabe im allgemeinen ist es günstig vorzusehen, dass durch Wahl der Form der Stufenlinse und durch die Positionierung des Leuchtbereiches der Lampe die von der Lampe herkommenden, durch die Stufenlinse tretenden Lichtstrahlen aus der Stufenlinse im wesentlichen in Richtung der Flächennormalen der Linsenaussenfläche an der betreffenden Stelle austreten. Die Ringreflektorfläche bildet man vorteilhaft als Teil der Fläche eines Rotationsparaboloids aus.
Kommt einer Betonung der Helligkeit im achsnahen Winkelbereich der Lichtausstrahlung vermehrte Bedeutung zu, wird vorteilhaft als Lichtquelle eine Lampe mit einem linear ausgebildeten Leuchtkörper, der annähernd in der optischen Achse der Linse angeordnet ist, vorgesehen. Hiezu kann man insbesondere eine Glühlampe mit einem linear gespannten Glühfaden einsetzen. Es ist weiter sowohl für den Wirkungsgrad als auch für das Erzielen einer gut erkennbaren Signalgabe im Nahbereich günstig, wenn man beim erfindungsgemässen Signalscheinwerfer vorsieht, dass in an sich bekannter Weise die zwischen den im Sinne der Linsenwirkung lichtbrechenden Lichtdurchtrittsflächen der Stufenlinse gelegenen Flächen der einzelnen Stufen im wesentlichen achsparallele Zylinderflächen sind.
Eine konstruktiv einfache Lösung zur Realisierung des praktisch reflexionsfrei ausgebildeten Bereiches der Reflektorwand besteht darin, diese Wand durch eine an ihrer Oberfläche praktisch reflexionsfrei ausgebildete Kappe zu bilden.
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Die Erfindung wird nun nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh- rungsbeispieles weiter erläutert. Bei dem in der Zeichnung schematisch im Schnitt dargestellten
Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Signalscheinwerfers, der zum Einsetzen in ein Leuch- tengehäuse einer Strassenverkehr-Farblichtsignalanlage vorgesehen ist, ist eine elektrische Lampe - vorgesehen, welche von einem Reflektor --2-- umgeben ist. Die Lichtaustrittsöffnung des Reflektorraumes --3-- ist mit einer Abschlussscheibe --4--, welche gleichzeitig als Farbscheibe ausgebildet ist, abgeschlossen.
Der Reflektor --2-- ist in Form einer Schale ausgebildet, welche auch die Fassung --5-der Lampe-l-trägt, und es ist in diese Schale weiter eine Kappe --6-- eingesetzt, deren Oberfläche praktisch reflexionsfrei ausgebildet ist, wofür am besten eine mattschwarze Oberflächenbeschichtung vorzusehen ist. Durch diese Kappe --6-- ist die reflektierende Fläche des Reflektors - auf einen die Lampe-l-umgebenden Ring beschränkt, der sich zur Abschlussscheibe --4-- hin erweitert.
Dieser reflektierende Ring umgibt im dargestellten Beispiel die Lampe-l-ringsum ; es ist aber auch möglich, einen solchen Ring bzw. die reflektierende Fläche eines solchen nur entlang des seitlichen und oberen Randbereiches der Lichtaustrittsöffnung des Reflektorraumes - anzuordnen, da in den meisten Anwendungsfällen die im unteren Randbereich erzielbare Reflektorwirkung praktisch von untergeordneter Bedeutung ist.
Die Abschlussscheibe --4-- des Reflektorraumes --3-- ist in Form einer sammelnden Stufenlinse aus Kunststoff ausgebildet, deren Aussenfläche --7-- glatt ist. Die in radialer Richtung gemessene Breite --8-- der Stufen der Stufenlinse --4-- soll kleiner als 15 mm sein, und es ist vorteilhaft, diese Breite --8-- der Stufen --9-- der Stufenlinse mit zirka 5 mm zu bemessen.
Die an den einzelnen Stufen --9-- der Stufenlinse --4-- befindlichen Lichtdurchtrittsflächen --10-- werden vorteilhaft alle unter dem gleichen Winkel zur Linsenachse --11-- geneigt verlaufend ausgebildet, da hiedurch, wie bereits oben erwähnt wurde, ein guter Übergang der wahrnehmbaren Helligkeit von Bereichen in der Nähe der Achse-11-zu Bereichen, welche von dieser Achse --11-- weiter abliegen, erzielbar ist.
Die zwischen den im Sinne der Linsenwirkung lichtbrechenden Lichtdurchtrittsflächen --10- der Stufenlinse gelegenen Flächen --12-- der einzelnen Stufen sind im wesentlichen in Form von Zylinderflächen ausgebildet, die zur Achse --11-- parallel sind.
Durch die Wahl der Form der Stufenlinse -4-- und durch die Positionierung des durch den Glühfaden Lampe --1-- gebildeten Leuchtbereiches der Lampe treten die von der Lampe her kommenden und in der Stufenlinse --4-- abgelenkten Lichtstrahlen aus der Stufenlinse im
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ersichtlich ist.
Die vom Glühfaden --13-- der Lampe --1-- auf den Ringreflektor --2-- fallenden Lichtstrahlen werden unter einem grossen Winkel in bezug auf die Achse --11-- reflektiert und bewirken vor allem eine Erhöhung der wahrnehmbaren Helligkeit in Gebieten, die weit von der Achse --11-- abliegen.
Störendes Fremdlicht, welches von aussen auf die Abschlussscheibe-4-fällt, u. zw. insbesondere auf den Signalscheinwerfer fallendes Sonnenlicht, wird beim Passieren der als Stufenlinse ausgebildeten Abschlussscheibe --4- abgelenkt und fällt auf die Kappe --6--, deren Oberfläche praktisch reflexionsfrei gehalten ist, so dass dieses Fremdlicht praktisch keine beim Betrachten des Signalscheinwerfers wahrnehmbare Leuchterscheinung hervorruft. Damit ist aber auch der so nachteilige Spiegelphantom-Effekt praktisch ausgeschaltet.
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