CH715161B1 - Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals, welche ein erstes, zweites und drittes Leuchtfeld (22, 23, 24) aufweist. In einigen Ausführungsformen sind die Leuchtfelder jeweils balkenförmig, wobei jedes der balkenförmigen Leuchtfelder entlang eines Schenkels eines Dreiecks verläuft, und wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld einzeln ansteuerbar ist, um jeweils ein Signalbild zu bilden. In einigen Ausführungsformen leuchtet jedes Leuchtfeld in seinem Randbereich mit einer Spektralverteilung, die einen höheren spektralen Anteil bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als im zentralen Bereich des Leuchtfeldes aufweist. Jedes Leuchtfeld kann eine Matrix aus einer Vielzahl von LEDs umfassen, die mit unterschiedlichen Spektralverteilungen leuchten.

Description

TECHNISCHES GEBIET

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines sogenannten Zwergsignals.

STAND DER TECHNIK

[0002] Im Schienenverkehr werden zwecks Zugsicherung vom Stellwerk Fahrstrassen gestellt. Diese Fahrstrassen haben einen Anfang und ein Ende. Mit dem Stellen der Fahrstrasse werden alle Weichen innerhalb dieser Fahrstrasse in die richtige Lage gestellt. Sind alle Weichen in der richtigen Lage, der Fahrweg frei und allenfalls die Flanken geschützt, wird dieser gesicherte Fahrweg verschlossen und mit sogenannten Hauptsignalen zum Befahren freigegeben.

[0003] Für den Rangierverkehr werden spezielle Rangierfahrstrassen gestellt, welche durch kleine, im Schotter stehende Rangiersignale signalisiert werden. Die Rangiersignale werden auch als Zwergsignale bezeichnet. Der Sicherheitslevel von Rangierfahrstrassen ist geringer als von Zugsfahrstrassen.

[0004] Ein Zwergsignal wird in den Schweizerischen Fahrdienstvorschriften (FDV), R 300.2 - Signale, vom 2. November 2015 in der Fassung vom 01. Juli 2016, Ziffer 2.4 wie folgt charakterisiert: „Zwergsignale dienen der Regelung von Rangierbewegungen sowie dem gegenseitigen Schutz von Rangierbewegungen unter sich oder gegen Zugfahrten. [...] Zwergsignale befinden sich in Bodennähe. Sie können ausnahmsweise erhöht, z.B. an einem Mast, angebracht werden oder seitenverkehrt aufgestellt sein.“.

[0005] In der Fig. 1 ist ein herkömmliches Zwergsignal gemäss FDV dargestellt. Das Zwergsignal weist drei kreisrunde Signalleuchten 12, 13, 14 in weisser Farbe (FDV, R 300.2, Ziffer 1.2.1) auf. Die Signalleuchten sind L-förmig an den Ecken eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks angeordnet, welches auf einem der beiden Schenkel ruht. Die Signalleuchten 12 und 13 liegen somit in einem vorgegebenen Abstand senkrecht übereinander, die dritte Signalleuchte 14 ist im selben Abstand waagrecht neben der unteren Signalleuchte 12 angeordnet. Diese Bauform wird zur Zeit nur in der Schweiz eingesetzt.

[0006] Mit einem Zwergsignal werden drei Signalbilder dargestellt: Wenn die beiden senkrecht übereinander angeordneten Signalleuchten 12, 13 leuchten, bedeutet dies den Signalbegriff „Fahrt“. Dieses Signalbild ist in der Fig. 1 dargestellt. Wenn die beiden waagrecht nebeneinander angeordneten, unteren Signalleuchten 12, 14 leuchten, bedeutet dies „Halt“. Wenn die beiden diagonal angeordneten Signalleuchten 13, 14 leuchten, bedeutet dies „Fahrt mit Vorsicht“.

[0007] Beim Stellen von Zugsfahrstrassen wird bei konventioneller Signalisierung die Anzeige der Zwergsignale mitgezogen, das heisst, bei Fahrt der Zugsfahrstrasse stehen auch die Zwergsignale auf Fahrt. Dies gilt allerdings nicht bei ETCS Level 2 (ETCS-L2). ETCS-L2 ist ein europäisch definiertes Zugbeeinflussungssystem. ETCS-L2 zeichnet sich durch eine ständige Kommunikation zwischen Fahrzeug und ETCS-Streckenzentrale via Euroradio aus. Die Freigabe und Kommunikation der Fahrerlaubnis mit der dazugehörenden Geschwindigkeit erfolgt über einen Bildschirm im Führerstand (Führerstandsignalisierung). Auf Hauptsignale an der Strecke kann im Regelfall verzichtet werden.

[0008] Bei einem Upgrade der Strecken auf ETCS-L2 werden üblicherweise die optischen Hauptsignale entfernt. Zum Rangieren werden allerdings weiterhin Rangierfahrstrassen benötig, welche vom Stellwerk entsprechend gestellt werden. Die Signalisierung der Rangierfahrstrassen mit den Zwergsignalen ist nun aber nicht mehr mit den Zugsfahrstrassen synchronisiert, das heisst, im normalen Fahrbetrieb darf der Lokführer die Anzeigen der Zwergsignale nicht mehr beachten.

[0009] Zur klaren Unterscheidung von Zwergsignalen für den Betrieb mit ETCS-L2 von herkömmlichen Zwergsignalen wurde vorgeschlagen, diese mit blauen LED-Leuchten anstelle der herkömmlichen, weiss leuchtenden Lichtpunkte auszustatten. Allerdings zeigten sich in der Praxis gewichtige Nachteile solcher blau leuchtender Zwergsignale. Zum einen stellte sich heraus, dass die blauen Lichtpunkte bei Nacht sehr schlecht erkennbar sind. Zum anderen werden die blau leuchtenden Zwergsignale nach wie vor als zu ähnlich zu herkömmlichen Zwergsignalen empfunden.

[0010] EP 2 628 652 AI und EP 2 653 365 Al offenbaren jeweils ein herkömmliches Zwergsignal, das anstelle einer Glühlampe mit einer LED-Lichtquelle ausgestattet ist.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

[0011] Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals anzugeben, das eine bessere Unterscheidbarkeit von herkömmlichen Zwergsignalen und eine bessere Erkennbarkeit bei Nacht aufweist.

[0012] In einem ersten Aspekt der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine optische Signaleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0013] Die vorliegende Erfindung stellt also eine optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals zur Verfügung, welche ein erstes, zweites und drittes Leuchtfeld aufweist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zwergsignalen mit runden Signalleuchten sind die Leuchtfelder erfindungsgemäss jeweils balkenförmig, wobei jedes der balkenförmigen Leuchtfelder entlang eines Schenkels eines Dreiecks verläuft, und wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld einzeln ansteuerbar ist, um jeweils ein Signalbild zu bilden.

[0014] Es wird also vorgeschlagen, die runden Signalleuchten eines herkömmlichen Zwergsignals durch balkenförmige Leuchtfelder (Leuchtbalken) zu ersetzen, wobei die Leuchtbalken in Form eines Dreiecks angeordnet sind. Jeder Leuchtbalken bildet alleine ein Signalbild, d.h. im Gegensatz zu herkömmlichen Zwergsignalen wirken nicht zwei räumlich getrennte Signalleuchten zusammen, um ein Signalbild zu bilden. Durch diese Anordnung von Leuchtfeldern wird die Erkennbarkeit der einzelnen Signalbilder erheblich verbessert. Vorteilhaft wirkt sich das vor allem bei Nacht aus.

[0015] Das Dreieck ist vorzugsweise gleichschenklig-rechtwinklig. Das erste balkenförmige Leuchtfeld verläuft dann entlang der ersten Kathete, das zweite balkenförmige Leuchtfeld entlang der zweiten Kathete und das dritte balkenförmige Leuchtfeld entlang der Hypotenuse des gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks. Die optische Signaleinrichtung wird dann derart montiert, dass das Dreieck auf der zweiten Kathete ruht, so dass im montierten Zustand das erste balkenförmige Leuchtfeld vertikal, das zweite balkenförmige Leuchtfeld horizontal und das dritte balkenförmige Leuchtfeld diagonal verläuft. Dazu kann die optische Signaleinrichtung entsprechende Montageelemente aufweisen. Konkret kann die optische Signaleinrichtung ein Gehäuse und einen mit dem Gehäuse verbundenen Fuss oder Mast aufweisen, um die optische Signaleinrichtung neben einem Gleis am Boden anzubringen. Das zweite balkenförmige Leuchtfeld verläuft dann bevorzugt quer, insbesondere senkrecht, zum Fuss bzw. Mast.

[0016] In einigen Ausführungsformen können mindestens zwei der balkenförmigen Leuchtfelder an ihren Enden unmittelbar aneinander angrenzen. Dadurch wird der zur Verfügung stehende Platz für die Leuchtfelder optimal genutzt. Bei gegebener Grösse des Zwergsignals wird die Länge der Leuchtbalken maximiert, so dass die Erkennbarkeit der Signalbilder besonders hoch ist.

[0017] Jedes balkenförmige Leuchtfeld kann mindestens eine Lichtquelle sowie mindestens ein Lichtführungselement umfassen, wobei die Lichtführungselemente Licht von der mindestens einen Lichtquelle empfangen und derart abstrahlen, dass insgesamt das balkenförmige Leuchtfeld entsteht. Die Lichtführungselemente können z.B. einen oder mehrere Spiegel, Lichtleiter und/oder Diffusoren umfassen, wie sie dem Fachmann an sich bekannt sind. Als Lichtquellen können z.B. eine oder mehrere LEDs oder Glühlampen zum Einsatz kommen.

[0018] In vorteilhaften Ausführungsformen umfasst jedes balkenförmige Leuchtfeld eine lineare Anordnung oder zweidimensionale Matrix aus mehreren LEDs. Auf diese Weise kann das balkenförmige Leuchtfeld sehr einfach dargestellt werden und weist gleichzeitig eine hohe Lebensdauer auf.

[0019] Um die Signaleinrichtung besonders deutlich von einem herkömmlichen Zwergsignal unterscheidbar zu machen, ist es von Vorteil, wenn jedes balkenförmige Leuchtfeld dazu ausgebildet ist, in blauer Farbe zu leuchten, oder wenn es zumindest einen Bereich aufweist, in dem es dazu ausgebildet ist, in blauer Farbe zu leuchten.

[0020] Die Signaleinrichtung kann eine Steuerung aufweisen, die als Dimmer wirkt, um die Helligkeit der balkenförmigen Leuchtfelder in Abhängigkeit von entsprechenden Steuersignalen zu verändern. Die Steuersignale können insbesondere von der Umgebungshelligkeit oder der Tageszeit abhängen. Auf diese Weise kann ein Überstrahlen bei Dunkelheit vermieden werden, wodurch die Erkennbarkeit bei Nacht weiter verbessert wird, ohne gleichzeitig die Erkennbarkeit bei Tageslicht zu verschlechtern. Um die Steuersignale zu erzeugen, kann die Steuerung einen Umgebungslichtsensor aufweisen, oder sie kann dazu ausgebildet sein, entsprechende Steuersignale von einer zentralen Einrichtung, z.B. einem Stellwerk, zu empfangen.

[0021] In einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die genannte Aufgabe auch gelöst durch eine optische Signaleinrichtung in Form eines Zwergsignals, die mindestens ein Leuchtfeld umfasst, das einen zentralen Bereich und äusseren Randbereich aufweist und dazu ausgebildet ist, im Randbereich mit einer Spektralverteilung zu leuchten, die einen höheren spektralen Anteil (d.h. eine höhere integrierte Spektraldichte) bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als im zentralen Bereich aufweist.

[0022] Dabei ist das Leuchtfeld konkret dazu ausgebildet, im zentralen Bereich in blauer Farbe zu leuchten. Die Spektralverteilung im zentralen Bereich kann ihr Maximum z.B. bei einer Wellenlänge zwischen 400 nm und 470 nm aufweisen. Im Randbereich kann das Leuchtfeld dagegen dazu ausgebildet sein, z.B. in roter, oranger, gelber oder weisser Farbe zu leuchten. Die Spektralverteilung im Randbereich kann z.B. ein Maximum im gelborangen Wellenlängenbereich (570-610 nm) oder im roten Wellenlängenbereich (610-760 nm) aufweisen. Die Spektralverteilung im Randbereich kann auch sehr breit sein und/oder mehrere Maxima aufweisen, so dass sich z.B. ein weisser Farbeindruck ergibt.

[0023] Der zweite Aspekt der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Fokussierbarkeit des menschlichen Auges bei Nacht auf blaue Lichtquellen verhältnismässig schlecht ist. Ein Grund hierfür liegt darin, dass der Anteil von blau-empfindlichen Zapfen (S-Typ) im Auge mit 9-12% verhältnismässig gering ist. Zudem sind im Bereich des schärfsten Sehens (Fovea centralis) nur sehr wenige oder keine blau-empfindlichen Zapfen vorhanden. Da die Sehschärfe mit der Zapfendichte zusammenhängt, sind Muster, die ausschliesslich die blau-empfindlichen Zapfen anregen, nur in niedrigen Auflösungen wahrnehmbar. Es ist dadurch schwierig, die Kontur und Anordnung von blauen Leuchtfeldern bei Nacht zuverlässig zu erkennen. Daher wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, das Leuchtfeld im Bereich seines äusseren Randes mit einer Spektralverteilung leuchten zu lassen, die einen höheren spektralen Anteil bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als im zentralen Bereich des Leuchtfeldes aufweist. Dadurch werden durch diesen Bereich des Leuchtfeldes im Auge nicht nur die blau-empfindlichen Zapfen (S-Typ), sondern auch die grün-empfindlichen Zapfen (M-Typ) und/oder die rot-empfindlichen Zapfen (L-Typ) in erheblichem Umfang angeregt. Da in der Fovea centralis eine hohe Dichte von rot- und grün-empfindlichen Zapfen herrscht, wird die Erkennbarkeit der Aussenkontur des Leuchtfeldes markant verbessert. Der Farbeindruck des Leuchtfeldes insgesamt wird dennoch weiterhin vor allem durch die (bevorzugt blaue) Farbe im zentralen Bereich des Leuchtfeldes beeinflusst. Dadurch bleibt klar erkennbar, dass es sich um ein Zwergsignal für den Einsatz unter ECTS-L2 handelt.

[0024] Der zweite Aspekt der Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form des Leuchtfeldes beschränkt. Das Leuchtfeld gemäss dem zweiten Aspekt der Erfindung kann balkenförmig sein, wie dies vorstehend im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt der Erfindung erläutert wurde. Insbesondere kann die Signaleinrichtung drei balkenförmige Leuchtfelder aufweisen, die in der oben beschriebenen Weise angeordnet und aufgebaut sind. Insofern können der erste und zweite Aspekt der Erfindung miteinander kombiniert werden. Das Leuchtfeld kann aber auch eine andere Form aufweisen, z.B. kreisförmig sein. Die Signaleinrichtung kann z.B. drei runde Leuchtfelder aufweisen, die wie bei einem herkömmlichen Zwergsignal an den Ecken eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks angeordnet sind.

[0025] In vorteilhaften Ausführungsformen umfasst das Leuchtfeld eine Matrix aus einer Vielzahl von LEDs. Die Matrix kann dann erste LEDs umfassen, die im zentralen Bereich des Leuchtfeldes angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, mit einer ersten Spektralverteilung zu leuchten, und sie kann zweite LEDs umfassen, die im Randbereich des Leuchtfeldes angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, mit einer zweiten Spektralverteilung zu leuchten, wobei die zweite Spektralverteilung einen höheren spektralen Anteil bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als die erste Spektralverteilung aufweist. Beispielsweise können die ersten LEDs blaue LEDs und die zweiten LEDs rote, orange oder gelbe LEDs sein. Es können auch sogenannte RGB-LEDs eingesetzt werden, die im zentralen Bereich derart angesteuert werden, dass sie blau leuchten, während sie im Randbereich so angesteuert werden, dass sie z.B. gelb, orange, rot oder weiss leuchten.

[0026] Die optische Signaleinrichtung kann eine Steuerung umfassen, um die ersten und/oder zweiten LEDs in Abhängigkeit von entsprechenden Steuersignalen unterschiedlich anzusteuern. Beispielsweise kann die Steuerung dazu ausgebildet sein, die zweiten LEDs in Abhängigkeit von derartigen Steuersignalen unabhängig von den ersten LEDs gezielt an- und auszuschalten (was bei allen Arten von LEDs möglich ist) oder deren spektrale Verteilung zu verändern (was z.B. bei RGB-LEDs möglich ist). Die Steuersignale können insbesondere von der Umgebungshelligkeit oder der Tageszeit abhängen. Dadurch kann die Erkennbarkeit bei Tag und bei Nacht separat optimiert werden. Um die Steuersignale zu erzeugen, kann die Steuerung einen Umgebungslichtsensor umfassen, oder die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Steuersignale von einer zentralen Einrichtung, z.B. einem Stellwerk, zu empfangen.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

[0027] Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, die lediglich zur Erläuterung dienen und nicht einschränkend auszulegen sind. In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 ein herkömmliches Zwergsignal gemäss FDV R 300.2; Fig. 2 ein Zwergsignal gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung; (a): Signalbild für Signalbegriff „Fahrt“; (b): Signalbild für Signalbegriff „Fahrt mit Vorsicht“; (c): Signalbild für Signalbegriff „Halt“; Fig. 3 ein Zwergsignal gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; (a): Signalbild für Signalbegriff „Fahrt“; (b): Signalbild für Signalbegriff „Fahrt mit Vorsicht“; (c): Signalbild für Signalbegriff „Halt“; Fig. 4 ein Zwergsignal gemäss einer dritten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 5 eine vergrösserte Ansicht des diagonalen Leuchtfeldes des Zwergsignals der Fig. 4; Fig. 6 eine vergrösserte Ansicht des horizontalen Leuchtfeldes des Zwergsignals der Fig. 4; Fig. 7 ein Zwergsignal gemäss einer vierten Ausführungsform der Erfindung; Fig. 8 eine vergrösserte Ansicht eines Leuchtfeldes des Zwergsignals der Fig. 7; und Fig. 9 ein Diagramm mit drei unterschiedlichen Spektralverteilungen.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN

[0028] In der Fig. 1 ist ein herkömmliches Zwergsignal 1 gemäss FDV R 300.2 dargestellt. Das Zwergsignal weist ein Gehäuse 11 auf, das auf einem Fuss 10 im Schotterbett neben einem Gleis montiert wird. Das Gehäuse 11 weist die Grundform eines Quaders auf, der an einer Kante (hier rechts oben) deutlich angeschrägt ist. Im Gehäuse 11 sind drei kreisrunde Signalleuchten 12, 13, 14 angeordnet. Diese leuchten bei herkömmlichen Zwergsignalen in weisser Farbe. Wie oben schon beschrieben wurde, sind die Signalleuchten an den Ecken eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks angeordnet, welches auf einem der beiden Schenkel ruht. Im Betriebszustand, der in der Fig. 1 dargestellt ist, leuchten die beiden senkrecht übereinander angeordneten Signalleuchten 12, 13. Das dadurch dargestellte Signalbild bedeutet den Signalbegriff „Fahrt“.

[0029] In der Fig. 2 ist ein Zwergsignal 2 gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung in drei unterschiedlichen Betriebszuständen dargestellt. Das Zwergsignal weist wiederum ein Gehäuse 11 und einen Fuss 10 auf. Das Gehäuse 11 hat die gleiche Aussenform wie bei einem herkömmlichen Zwergsignal gemäss FDV. Im Gehäuse 11 sind jedoch anstelle der herkömmlichen Signalleuchten drei balkenförmige Leuchtfelder (Leuchtbalken) 22, 23, 24 angeordnet. Jeweils ein Leuchtbalken erstreckt sich entlang jeder der drei Seiten eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks, welches auf einem der beiden Schenkel (Katheten) ruht. In der Ausführungsform der Fig. 2 haben alle drei Leuchtbalken eine rechteckige Aussenkontur und die gleichen Abmessungen. An ihren Enden sind die Leuchtfelder voneinander beabstandet.

[0030] Wenn der senkrecht angeordnete Leuchtbalken 22 aufleuchtet, zeigt das resultierende Signalbild den Signalbegriff „Fahrt“ an (Fig. 2 (a)). Wenn der diagonal entlang der Hypotenuse des Dreiecks angeordnete Leuchtbalken 23 aufleuchtet, bedeutet dies den Signalbegriff „Fahrt mit Vorsicht“ (Fig. 2 (b)). Wenn der horizontal angeordnete Leuchtbalken 24 aufleuchtet, bedeutet dies den Signalbegriff „Halt“ (Fig. 2 (c)).

[0031] In der Fig. 3 ist ein Zwergsignal 2a gemäss einer zweiten Ausführungsform in den drei Betriebszuständen gemäss Fig. 2 dargestellt. Im Unterschied zur Ausführungsform der Fig. 2 sind die horizontal und vertikal verlaufenden Leuchtbalken 22 und 24, die entlang der beiden Katheten des Dreiecks angeordnet sind, an ihren einander zugewandten Enden angeschrägt und grenzen mit diesen Schrägen unmittelbar aneinander an. Dadurch können diese Leuchtbalken bei gegebenen Abmessungen des Gehäuses 11 eine grössere Länge als in der Ausführungsform der Fig. 2 aufweisen. Dies verbessert die Erkennbarkeit der dargestellten Signalbilder. Der diagonal angeordnete Leuchtbalken 23 weist dieselbe Länge wie die horizontal und vertikal angeordneten Leuchtbalken 22 und 24 auf; er grenzt an seinen Enden jedoch aufgrund der um einen Faktor grösseren Länge der Hypotenuse des Dreiecks nicht unmittelbar an die Leuchtbalken 22 und 24 an und ist deshalb an seinen Enden auch nicht angeschrägt.

[0032] In der Fig. 4 ist ein Zwergsignal 2b gemäss einer dritten Ausführungsform dargestellt. Wiederum weist das Zwergsignal drei balkenförmige Leuchtfelder 22, 23, 24 auf, die wie in der Ausführungsform der Fig. 3 angeordnet sind. Diese Leuchtfelder weisen jeweils eine LED-Matrix aus einer Vielzahl von LEDs auf. Im Gehäuse 11 ist zudem eine Steuerung 27 untergebracht. Die Leuchtfelder 23 und 24 sind in den Figuren 5 und 6 separat dargestellt.

[0033] Jedes der Leuchtfelder 22, 23, 24 weist einen Montageflansch 29 auf, mit dem das jeweilige Leuchtfeld von innen in einer entsprechenden Aussparung des Gehäuses 11 montiert ist. Beim diagonalen Leuchtfeld 23 ist dieser Montageflansch umlaufend ausgebildet. Beim horizontalen Leuchtfeld 24 wie auch beim spiegelsymmetrisch dazu ausgebildeten vertikalen Leuchtfeld 22 ist der Montageflansch in dem angeschrägten Bereich, in dem die Leuchtfelder 22, 24 aneinandergrenzen, unterbrochen.

[0034] Jedes der Leuchtfelder weist eine zweidimensionale Matrix aus einer Vielzahl von LEDs auf. Im vorliegenden Beispiel wird die Matrix aus vier parallelen Reihen von gleichmässig zueinander beabstandeten LEDs gebildet, wobei benachbarte Reihen jeweils um ihre halbe Periodizität zueinander verschoben sind. Die beiden inneren Reihen definieren einen zentralen Bereich des Leuchtfeldes, während die beiden äusseren Reihen einen äusseren Randbereich des Leuchtfeldes definieren. In den beiden inneren Reihen kommen blaue LEDs 25 zum Einsatz, während in den beiden äusseren Reihen andersfarbige LEDs 26 mit einem höheren spektralen Anteil oberhalb von 500 nm zum Einsatz kommen. Dadurch wird die Erkennbarkeit der Aussenkontur des Leuchtfeldes bei Nacht massiv verbessert.

[0035] Die Steuerung 27 weist einen Lichtsensor auf, der die Umgebungshelligkeit registriert. Wenn die Umgebungshelligkeit hoch ist, erhöht die Steuerung die Helligkeit der zentralen (blauen) LED-Reihen und reduziert relativ dazu die Helligkeit der äusseren LED-Reihen oder schaltet diese sogar ganz aus. Dadurch ergibt sich bei Tageslicht ein eindeutig als blau wahrnehmbares Erscheinungsbild des Leuchtfeldes. Wenn die Umgebungshelligkeit dagegen gering ist, reduziert die Steuerung 27 die Helligkeit der zentralen (blauen) LED-Reihen und aktiviert zusätzlich die äusseren (andersfarbigen) LED-Reihen, um die Erkennbarkeit der Aussenkontur des Leuchtfeldes bei Nacht zu verbessern. Das Erfassen der Umgebungshelligkeit kann auch zentral bei einer Stellwerkseinrichtung erfolgen, und entsprechende Steuersignale können über eine geeignete Kommunikationseinrichtung an die Steuerung 27 der Zwergsignale übermittelt werden. In diesem Fall werden vorzugsweise nur zwei diskrete Helligkeitszustände („Tag“ und „Nacht“) verarbeitet. Statt anhand der Umgebungshelligkeit können die Steuersignale auch anhand der Tageszeit ausgesendet werden.

[0036] Diese Gedanken lassen sich auch auf Signale mit Leuchtfeldern, die nicht balkenförmig sind, übertragen, z.B. auf Signale mit runden Leuchtfeldern, die wie bei herkömmlichen Zwergsignalen angeordnet sind. In der Fig. 7 ist ein Zwergsignal 3 gemäss einer vierten Ausführungsform illustriert, das drei kreisförmige Leuchtfelder 32, 33, 34 aufweist, die wie die Signalleuchten eines herkömmlichen Zwergsignals gemäss FDV angeordnet sind. Wiederum werden die Leuchtfelder von einer Steuerung 27 angesteuert. In der Fig. 8 ist ein entsprechendes Leuchtfeld 32 vergrössert dargestellt. Wiederum umfasst das Leuchtfeld eine Matrix aus einer Vielzahl von LEDs. Es wird mit einem Befestigungsflansch 39 in einer entsprechenden Aussparung im Gehäuse montiert. Im zentralen Bereich des Leuchtfeldes kommen blaue LEDs 25 zum Einsatz, während im äusseren Randbereich andersfarbige LEDs 26 mit einem höheren spektralen Anteil oberhalb von 500 nm zum Einsatz kommen. Wiederum wird dadurch die Erkennbarkeit der Aussenkontur des Leuchtfeldes bei Nacht massiv verbessert.

[0037] In der Fig. 9 ist ein Diagramm dargestellt, das beispielhaft drei unterschiedliche spektrale Verteilungen illustriert. Aufgetragen ist die spektrale Intensität (Spektraldichte) I in willkürlichen Einheiten (a.u.) gegen die Wellenlänge λ in Nanometern (nm).

[0038] Die spektrale Verteilung 91 besitzt ihr Maximum bei ca. 460 nm und weist keine signifikanten spektralen Anteile oberhalb von 500 nm auf (die integrierte Spektraldichte im Wellenlängenbereich oberhalb von 500 nm beträgt weniger als 1% der Gesamtintensität). Licht mit dieser spektralen Verteilung wirkt blau. Es regt hauptsächlich die in relativ geringer Anzahl in der Makula des Auges vorhandenen blau-empfindlichen Zapfen (S-Typ) an. Dadurch kann das Auge nur schwer auf Lichtmuster mit einer solchen spektralen Verteilung fokussieren und kann solche Muster nur in niedrigen Auflösungen wahrnehmen.

[0039] Die spektrale Verteilung 92 besitzt ihr Maximum bei ca. 580 nm, also im gelben Bereich; die spektrale Verteilung 93 besitzt ihr Maximum bei ca. 620 nm, also im roten Bereich. Beide spektralen Verteilungen weisen signifikante spektrale Anteile oberhalb von 500 nm auf. Licht mit solchen spektralen Verteilungen regt vor allem die grün-empfindlichen Zapfen (M-Typ) und die rot-empfindlichen Zapfen (L-Typ) im Auge an, die in wesentlich grösserer Zahl in der Makula vorhanden sind. Dadurch kann das Auge auf Lichtmuster, die mit solchen spektralen Verteilungen leuchten, gut fokussieren und solche Muster gut auflösen.

[0040] Eine Überlagerung mehrerer spektraler Verteilungen mit Maxima bei unterschiedlichen Wellenlängen kann einen beliebigen anderen, auch weissen Farbeindruck ergeben. Auch eine solche Überlagerung wird häufig einen signifikanten spektralen Anteil oberhalb von 500 nm aufweisen, ebenso das breite Schwarzkörperspektrum einer Glühlampe, und ermöglicht daher eine gute Fokussierbarkeit und Auflösung.

[0041] Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, und es ist eine Vielzahl von Modifikationen der obigen Ausführungsbeispiele denkbar, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. So können statt einfarbiger LEDs auch LEDs zum Einsatz kommen, deren Farbe veränderlich ist, z.B. sogenannte RGB-LEDs. Entsprechend kann die Steuerung 27 dazu ausgebildet sein, die Farbe der LEDs in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit zu verändern. Beispielweise kann die Steuerung 27 die im äusseren Randbereich angeordneten LEDs 26 bei hoher Umgebungshelligkeit so ansteuern, dass diese blau leuchten, während sie diese LEDs bei geringer Umgebungshelligkeit so ansteuert, dass sie mit einem höheren spektralen Anteil oberhalb von 500 nm leuchten. Demgegenüber leuchten die im zentralen Bereich des jeweiligen Leuchtfeldes angeordneten LEDs 25 vorzugsweise unabhängig von der Umgebungshelligkeit immer blau, und es wird lediglich ihre Helligkeit in Abhängigkeit vom Umgebungslicht verändert.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0042] 1 Zwergsignal 2, 2a, 2b Zwergsignal 3 Zwergsignal 10 Fuss 11 Gehäuse 12 Signalleuchte 13 Signalleuchte 14 Signalleuchte 22 Leuchtbalken 23 Leuchtbalken 24 Leuchtbalken 25 erste LED 26 zweite LED 27 Steuerung 29 Befestigungsflansch 32 Leuchtfeld 33 Leuchtfeld 34 Leuchtfeld 39 Befestigungsflansch 91 spektrale Verteilung 92 spektrale Verteilung 93 spektrale Verteilung λ Wellenlänge I Intensität

Claims (14)

1. Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals, welches ein erstes, zweites und drittes Leuchtfeld (22, 23, 24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtfelder (22, 23, 24) zur besseren Unterscheidbarkeit von herkömmlichen Zwergsignalen und zur besserem Erkennbarkeit bei Nacht jeweils balkenförmig sind, wobei jedes der balkenförmigen Leuchtfelder (22, 23, 24) entlang eines Schenkels eines Dreiecks verläuft, und wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld (22, 23, 24) einzeln ansteuerbar ist, um jeweils ein Signalbild zu bilden.

2. Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr nach Anspruch 1, wobei das erste balkenförmige Leuchtfeld (22) entlang einer ersten Kathete, das zweite balkenförmige Leuchtfeld (24) entlang einer zweiten Kathete und das dritte balkenförmige Leuchtfeld (23) entlang der Hypotenuse eines gleichschenklig-rechtwinkligen Dreiecks verläuft.

3. Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr nach Anspruch 2, wobei die optische Signaleinrichtung dazu ausgebildet ist, derart montiert zu werden, dass das Dreieck auf der zweiten Kathete ruht, so dass im montierten Zustand das erste balkenförmige Leuchtfeld (22) vertikal, das zweite balkenförmige Leuchtfeld (24) horizontal und das dritte balkenförmige Leuchtfeld (23) diagonal verläuft.

4. Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr nach Anspruch 3, aufweisend ein Gehäuse (11) und einen mit dem Gehäuse verbundenen Fuss (10) oder Mast, um die optische Signaleinrichtung neben einem Gleis am Boden anzubringen, wobei das zweite balkenförmige Leuchtfeld (24) quer zum Fuss (10) bzw. Mast verläuft.

5. Optische Signaleinrichtung gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens zwei der balkenförmigen Leuchtfelder (22, 23, 24) an ihren Enden unmittelbar aneinander angrenzen.

6. Optische Signaleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld (22, 23, 24) mindestens eine Lichtquelle sowie mindestens ein Lichtführungselement umfasst, wobei das mindestens eine Lichtführungselement Licht von der mindestens einen Lichtquelle empfängt und derart abstrahlt, dass insgesamt das balkenförmige Leuchtfeld (22, 23, 24) entsteht.

7. Optische Signaleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld (22, 23, 24) eine lineare Anordnung oder zweidimensionale Matrix aus LEDs umfasst.

8. Optische Signaleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes balkenförmige Leuchtfeld (22, 23, 24) zumindest einen Bereich aufweist, in dem es dazu ausgebildet ist, in blauer Farbe zu leuchten.

9. Optische Signaleinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Steuerung (27) aufweist, um die Helligkeit der balkenförmigen Leuchtfelder (22, 23, 24) in Abhängigkeit von Steuersignalen zu verändern.

10. Optische Signaleinrichtung für den Schienenverkehr in Form eines Zwergsignals, welches mindestens ein Leuchtfeld (22, 23, 24; 32, 33, 34) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass zur besseren Unterscheidbarkeit von herkömmlichen Zwergsignalen und zur besserem Erkennbarkeit bei Nacht das mindestens eine Leuchtfeld (22, 23, 24; 32, 33, 34) einen zentralen Bereich und einen Randbereich aufweist, wobei das mindestens eine Leuchtfeld (22, 23, 24; 32, 33, 34) dazu ausgebildet ist, im zentralen Bereich in blauer Farbe und im Randbereich mit einer Spektralverteilung zu leuchten, die einen höheren spektralen Anteil bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als im zentralen Bereich aufweist.

11. Optische Signaleinrichtung nach Anspruch 10, wobei das mindestens eine Leuchtfeld (22, 23, 24; 32, 33, 34) balkenförmig oder kreisförmig ist.

12. Optische Signaleinrichtung nach Anspruch 10 oder 11, wobei das mindestens eine Leuchtfeld (22, 23, 24; 32, 33, 34) eine Matrix aus einer Vielzahl von LEDs umfasst, wobei die Matrix erste LEDs (25) umfasst, die im zentralen Bereich des Leuchtfeldes (22, 23, 24; 32, 33, 34) angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, mit einer ersten Spektralverteilung zu leuchten, und wobei die Matrix zweite LEDs (26) umfasst, die im Randbereich des Leuchtfeldes (22, 23, 24; 32, 33, 34) angeordnet sind und dazu ausgebildet sind, mit einer zweiten Spektralverteilung zu leuchten, wobei die zweite Spektralverteilung einen höheren spektralen Anteil bei Wellenlängen oberhalb von 500 nm als die erste Spektralverteilung aufweist.

13. Optische Signaleinrichtung nach Anspruch 12, welche eine Steuerung (27) umfasst, um die ersten und/oder zweiten LEDs (25, 26) in Abhängigkeit von Steuersignalen unterschiedlich anzusteuern.

14. Optische Signaleinrichtung nach Anspruch 13, wobei die Steuerung (27) dazu ausgebildet ist, die zweiten LEDs (26) in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit an- und auszuschalten oder deren spektrale Verteilung zu verändern.