DE102007021836A1

DE102007021836A1 - LED Anordnung für Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge sowie Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge mit einer solchen LED-Anordnung

Info

Publication number: DE102007021836A1
Application number: DE102007021836A
Authority: DE
Inventors: Helmut Ulmer; Tobias Meier
Original assignee: Pintsch Bamag AG; Pintsch Bamag Antriebs und Verkehrstechnik GmbH
Current assignee: Pintsch Bamag AG; Pintsch GmbH
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-20
Also published as: EP1992542B1; PL1992542T3; EP1992542B2; EP1992542A3; EP1992542A2; DE502008002593D1; ATE498531T1; PL1992542T5

Abstract

Zur Lösung des bei bekannten Lichtsignalgebern bestehenden Problems, daß die verwendeten Zwei-Faden-Glühlampen aufgrund des notwendigen verhältnismäßig großen räumlichen Versatzes der beiden Glühfäden in der Lampe unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugen, je nachdem, ob der Haupt- oder der Nebenfaden leuchten, schlägt die Erfindung eine LED-LED-Anordnung für Lichtsignalgeber, insbesondere für Bahnübergange, vor, umfassend - einen ersten Strang von in Reihe geschalteten LEDs (32) und - wenigstens einen weiteren Strang von in Reihe geschalteten LEDs (34), - wobei die LEDs der wenigstens zwei Stränge auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind, - wobei die Stränge separat voneinander mit Strom versorgt werden können, um so die LEDs in dem jeweiligen Strang zum Leuchten anzuregen, und - wobei die LEDs in den wenigstens zwei Strängen derart auf der Platine angeordnet sind, daß die LEDs des ersten Strangs im wesentlichen dieselbe Lichtverteilung erzeugen wie die LEDs des wenigstens eines weiteren Strangs.

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine LED-Anordnung für Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge sowie einen mit einer entsprechenden Anordnung versehenen Lichtsignalgeber insbesondere für Bahnübergänge.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Auf dem Gebiet der Erfindung ist sind Lichtsignalgeber für Bahnübergänge bekannt. Sie dienen dazu, an Bahnübergängen optische Signale zu erzeugen, die Verkehrsteilnehmer vor einem herannahenden Zug warnen. Üblicherweise sind sie so aufgebaut, daß an einem Pfosten über einem sogenannten Andreaskreuz eine gelbe und eine rote Signalleuchte angeordnet sind, wobei bei Herannahen eines Zuges zunächst die gelbe Signalleuchte eingeschaltet wird, um den Verkehrsteilnehmern Gelegenheit zu geben, den unmittelbaren Gefahrenbereich zu räumen, worauf dann nach einer gewissen Zeitspanne, z. B. 3 bis 5 Sekunden, das rote Signallicht eingeschaltet wird, um anzuzeigen, daß in den Gefahrenbereich nicht mehr eingefahren bzw. eingetreten werden darf.
Bei den herkömmlichen Lichtsignalgebern werden konventionelle Zwei-Faden-Glühlampen verwendet, die jeweils einen sogenannten Haupt- und einen Nebenfaden (auch Ersatzfaden genannt) verwenden, die in der Glühlampe räumlich versetzt angeordnet sind, wobei der Nebenfaden dazu dient, ein Funktionieren der Glühlampe bei Ausfall des Hauptfadens zu sichern und somit quasi eine interne "Ersatzlampe" bildet. Bei Ausfall des Hauptfadens erfolgt die Umschaltung auf den Nebenfaden automatisch, wobei das Umschalten gleichzeitig als Störung erkannt wird, so daß der erforderliche Lampentausch dem Wartungspersonal angezeigt werden kann.
Es sind ferner sogenannte "BÜSTRA-Anlagen" bekannt, bei denen der Bahnübergangslichtsignalgeber zusätzlich als Seitenlicht an einem vorhandenen Straßenverkehrslichtsignalgeber (i. d. R. einer Ampel) angebracht wird. Solche Anordnungen finden sich bei Straßeneinmündungen im Bereich eines Bahnübergangs. Für spezielle Anwendungsfälle gibt es auch Lichtsignalgeber als sogenannte "Einzellichter" in den Farben gelb, rot und grün.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Bei den bekannten Lichtsignalgebern besteht das Problem, daß die verwendeten Zwei-Faden-Glühlampen aufgrund des notwendigen verhältnismäßig großen räumlichen Versatzes der beiden Glühfäden in der Lampe unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugen, je nachdem, ob der Haupt- oder der Nebenfaden leuchten. Gerade im Bereich der Straßenverkehrslichtsignale sind jedoch möglichst gleiche Lichtverteilungen gefordert.
Bei den o. g. BÜSTRA-Anlagen besteht zudem das Problem, daß aufgrund der verwendeten Standardsteuerungsmodule zur Kopplung des Straßenverkehrslichtsignals und des Bahnübergangslichtsignals bei Annähern eines Zuges unter Umständen ein rotes Straßenverkehrslichtsignal ausschaltet, wenn das rote Bahnübergangslichtsignal einschaltet, wodurch es zu Irritationen der Verkehrsteilnehmer kommen kann, deren Blick häufig nur auf die "rote Ampel" fixiert ist.
Schließlich sind die Lebensdauern der bekannten Glühlampen im Vergleich zur Lebensdauer von LEDs stark begrenzt.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine LED-Anordnung für Lichtsignalgeber und einen Lichtsignalgeber mit einer entsprechenden LED-Anordnung zu schaffen, welche es ermöglichen, unter Beibehaltung der bekannten Standardsteuerungsmodule und insbesondere unter Beibehaltung der vorgegebenen Einbaugehäuse die bekannten Zwei-Faden-Glühlampen durch LED-Technik zu ersetzen und gleichzeitig die Lichtverteilung bei Umschaltung von einem Haupt- auf ein Ersatzleuchtsystem beizubehalten.
Die Aufgabe wird gelöst von einer LED-Anordnung gemäß Anspruch 1 bzw. einem Lichtsignalgeber gemäß Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltung und Weiterbildungen sind Gegenstand der beiliegenden abhängigen Ansprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden rein beispielhaften und nicht-beschränkenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Lichtsignalgebers für Bahnübergänge.
2 zeigt eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen LED-Anordnung.
3 zeigt schematisch eine mögliche Verteilung der LEDs zweier Stränge mit jeweils fünf LEDs.
4 zeigt eine mögliche Anordnung der LEDs von drei Strängen mit jeweils fünf LEDs.
5 zeigt eine typische Lichtstärkeverteilungskurve.
6 zeigt schematisch den Aufbau einer BÜSTRA-Anlage gemäß dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Die 1 zeigt einen in seiner Gesamtheit mit 10 bezeichneten Lichtsignalgeber für Bahnübergänge, bei dem an einem Pfosten 12 über einem Andreaskreuz 14 in einer Kontrastblende 16 eine gelbe Signalleuchte 18 und eine rote Signalleuchte 20 angeordnet sind. Bei Herannahen eines Zuges wird zunächst die gelbe Signalleuchte 18 eingeschaltet, um den Verkehrsteilnehmern Gelegenheit zu geben, den unmittelbaren Gefahrenbereich zu räumen, worauf dann nach einer gewissen Zeitspanne, z. B. 3 bis 5 Sekunden, die rote Signalleuchte 20 eingeschaltet wird, um anzeigen, daß nunmehr in den Gefahrenbereich nicht mehr eingefahren bzw. eingetreten werden darf.
Zur Verbesserung der Wahrnehmbarkeit der Lichtsignale sind die Signalleuchten 18 und 20 jeweils von einer hier nicht weiter dargestellten und an sich bekannten sog. Schute nach Art eines gebogenen Mützenschirms beschirmt.
Die 2 zeigt eine stark schematisierte Seitenansicht des prinzipiellen Aufbaus einer in einer Signalleuchte 18 oder 20 gemäß 1 verwendbaren erfindungsgemäßen LED-Anordnung, bei der auf einer gemeinsamen Platine 22 eine Anzahl von LEDs 24 angeordnet sind. Die LEDs sind dabei in wenigstens zwei separaten sog. Strängen in Reihe geschaltet.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in 2 nur einige LEDs mit Bezugszeichen versehen. Zur Verdeutlichung des Strahlenganges wurden ferner in 2 rein beispielhaft nur fünf LEDs dargestellt, die z. B. in einem Strang in Reihe geschaltet sind, während tatsächlich die erfindungsgemäße Anordnung im Regelfall z. B. zehn oder fünfzehn LEDs, die in wenigstens zwei Strängen in Reihe geschaltet sind, umfaßt.
Gegenüber der Platine 22 mit den LEDs 24 sind ein Kollimator 26 und eine Streulinse 28 vorgesehen, wodurch sich u. a. der in 2 durch die Pfeile angedeutete Strahlenverlauf ergibt.
Wie bereits angesprochen, sind bei der erfindungsgemäßen LED-Anordnung die LEDs in wenigstens zwei Strängen in Reihe geschaltet, wobei die Stränge separat voneinander mit Strom versorgt werden können, um so die LEDs in dem jeweiligen Strang zum Leuchten anzuregen. 3 zeigt schematisch eine mögliche Verteilung der LEDs zweier Stränge mit jeweils fünf LEDs.
Dabei sind die LEDs derart um berechnete Zentren, angedeutet durch die punktierten Kreise 30, die eine gewünschte Lichtverteilung ergeben, auf der hier nicht weiter gezeigten Platine angeordnet, daß die LEDs 32 eines ersten Strangs im wesentlichen dieselbe Lichtverteilung und vorzugsweise im wesentlichen dieselbe Leuchtdichte erzeugen wie die LEDs 34 wenigstens eines weiteren Strangs.
4 zeigt eine mögliche Anordnung der LEDs von drei Strängen mit jeweils fünf LEDs. Dabei sind die LEDs 32 eines ersten Strangs, die LEDS 34 eines zweiten Strangs und die LEDs 36 eines dritten Strangs so angeordnet, daß die LEDs eines Strangs im wesentlichen dieselbe Lichtverteilung und vorzugsweise im wesentlichen dieselbe Leuchtdichte erzeugen wie die LEDs der anderen Stränge. 5 zeigt eine typische Lichtstärkeverteilungskurve, die die räumliche Lichtverteilung darstellt.
Dabei sei an dieser Stelle bemerkt, daß im Regelfall vorgesehen wird, daß die LEDs der zwei (3) bzw. der drei (4) Stränge jeweils Licht derselben Farbe erzeugen, daß also z. B. alle LEDs 32, 34 und 36 rot leuchten. Die Stränge bilden damit ein redundantes System nach Art einer Zwei-Faden-Lampe, wobei eine hier nicht weiter gezeigte Steuereinheit für die automatische Umschaltung auf einen weiteren Strang bei Ausfall eines Strangs oder einer LEDs eines Strangs sorgt. Durch die im Gegensatz zu der beabstandeten Anordnung der beiden Fäden in einer Zwei-Faden-Glühlampe relativ eng beieinanderliegende Anordnung der LEDs ist gewährleistet, daß die z. B. durch bestimmte verkehrstechnische Normen vorgeschriebene Lichtverteilung auch nach Umschalten auf den "Ersatzstrang" erhalten bleibt und das Signalsignal auf den Betrachter immer gleich wirkt.
Die Verwendung farbiger LEDs zur Erzeugung z. B. eines gelben oder roten Lichtsignals hat zudem gegenüber den bekannten Zwei-Faden-Lampe, bei denen der Farbeffekt durch Farbfilter erzeugt wird, den großen Vorteil, daß einfallendes Sonnenlicht nicht den Eindruck eines angeschalteten Signals erzeugen kann, da das reflektierte Sonnenlicht je nach Farbgebung der Platine z. B. weiß erscheint.
6 zeigt schematisch eine konventionelle BÜSTRA-Anlage, wobei in der Zeichnung bedeuten:

ESA: = Eisenbahnsignalanlage
BÜ: = Bahnübergang
SVA: = Straßenverkehrssignalanlage
BAE: = BÜSTRA-Adapter der ESA,
BAS: = BÜSTRA-Adapter der SVA
BASE: = BAS mit Verbindung zur ESA
BASS: = BAS mit Verbindung zur SVA
SF: = Signalfreigabe.

Da für die Kopplung von Ampeln mit Bahnübergangslichtsignalgebern Standardsteuerungsmodule eingesetzt werden, die dem Bahnübergangssignal Priorität gegenüber der Ampel derart einräumen, daß die Ampel bei rotem Bahnübergangssignal nicht grün zeigen kann, gleichwohl aber weiterhin die Ampel separat von dem Bahnübergangssignal betrieben werden soll und keine "Drei-Faden-Glühlampen" wegen der nicht gegebenen gleichförmigen Lichtverteilung bei drei Fäden verwendet werden können, mußten bislang in der eingangs beschrieben Weise bei Straßeneinmündungen im Bereich eines Bahnübergangs die Bahnübergangslichtsignalgeber 40 zusätzlich als Seitenlicht an einem vorhandenen Straßenverkehrslichtsignalgeber 42 angebracht werden.
Mit einer LED-Anordnung wie in 4 gezeigt wird es nun vorteilhaft erstmals möglich, einen Lichtsignalgeber zu schaffen, der als Bahnübergangslichtsignalgeber und gleichzeitig als Straßenverkehrslichtsignalgeber (Ampel) ausgebildet ist und Licht der Farben rot, gelb und grün erzeugen kann, wobei für die einzelnen Farben zweckmäßigerweise räumlich deutlich voneinander getrennte Signalleuchten vorgesehen sind, obwohl es theoretisch auch möglich wäre, in einer Leuchte verschiedenfarbige LEDs vorzusehen. Hintergrund dieser räumlichen Trennung ist die Tatsache, daß es gerade im Straßenverkehr wichtig ist, daß auch Menschen mit gestörtem Farbempfinden erkennen können müssen, ob z. B. eine Ampel ein Haltesignal zeigt. Mit der Erfindung kann also auf den Signalgeber 40 gemäß 6 verzichtet und dessen Funktion in den Signalgeber 42 integriert werden. Dazu verwendet man zumindest für das rote und gelbe Signal Anordnungen mit jeweils drei Strängen, von denen zwei von der Eisenbahnsignalanlage und einer von der Straßenverkehrssignalanlage angesteuert werden.
Im Rahmen des Erfindungsgedankens sind zahlreiche Abwandlungen und Weiterbildungen möglich, die sich z. B. auf die Anzahl der in jedem Strang in Reihe geschalteten LEDs beziehen. Auch ist es möglich, eine Steuerung derart vorzusehen, daß die Stränge in einer Anordnung zwar separat voneinander mit Strom versorgt werden können, daß jedoch zur Erzeugung eines besonders hellen Signals z. B. bei bestimmten Umgebungs- oder Witterungsbedingungen die LEDs z. B. zweier Stränge in einer Anordnung gleichzeitig eingeschaltet werden.

Claims

LED-Anordnung für Lichtsignalgeber (10) insbesondere für Bahnübergänge, umfassend – einen ersten Strang von in Reihe geschalteten LEDs (32) und – wenigstens einen weiteren Strang von in Reihe geschalteten LEDs (34), – wobei die LEDs der wenigstens zwei Stränge auf einer gemeinsamen Platine angeordnet sind, – wobei die Stränge separat voneinander mit Strom versorgt werden können, um so die LEDs in dem jeweiligen Strang zum Leuchten anzuregen, und – wobei die LEDs in den wenigstens zwei Strängen derart auf der Platine angeordnet sind, daß die LEDs des ersten Strangs im wesentlichen dieselbe Lichtverteilung erzeugen wie die LEDs des wenigstens eines weiteren Strangs.
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Stränge vorgesehen sind, wobei die LEDs (32, 34, 36) aller drei Stränge so angeordnet sind, daß die LEDs eines Strangs im wesentlichen dieselbe Lichtverteilung erzeugen wie die LEDs der anderen Stränge.
Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Steuereinheit zur automatischen Umschaltung auf einen weiteren Strang bei Ausfall eines Strangs oder einer LED eines Strangs.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs farbiges Licht, insbesondere rotes, gelbes oder grünes Licht, erzeugen.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber der Platine mit den LEDs ein Kollimator (26) und/oder eine Streulinse (28) vorgesehen ist bzw. sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Strang wenigstens drei, vorzugsweise vier bis sechs LEDs in Reihe geschaltet sind.
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die LEDs des ersten Strangs im wesentlichen dieselbe Leuchtdichte erzeugen wie die LEDs des wenigstens eines weiteren Strangs.
Lichtsignalgeber (10) insbesondere für Bahnübergänge mit einer LED-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
Lichtsignalgeber nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei LED-Anordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 vorgesehen sind, wobei die Anordnungen jeweils Licht unterschiedlicher Farbe erzeugen.
Lichtsignalgeber nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens zwei LED-Anordnungen nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in räumlich voneinander getrennten Signalleuchten, insbesondere untereinander angeordnet sind.
Lichtsignalgeber nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsignalgeber als Bahnübergangslichtsignalgeber und gleichzeitig als Straßenverkehrslichtsignalgeber ausgebildet ist und Licht der Farben rot, gelb und grün erzeugen kann.