DE102011010681A1

DE102011010681A1 - Vorrichtung zur Erzeugung von Licht zur Befeuerung

Info

Publication number: DE102011010681A1
Application number: DE201110010681
Authority: DE
Inventors: Frank Hermann; Michael Reiländer; Tobias Münnig
Original assignee: FACHSTELLE DER WASSER und SCHIFFAHRTSVERWALTUNG fur VERKEHRSTECHNIKEN; Fachstelle Der Wasser- und Schiffahrtsverwaltung fur Verkehrstechniken
Current assignee: FACHSTELLE DER WASSER und SCHIFFAHRTSVERWALTUNG fur VERKEHRSTECHNIKEN; Fachstelle Der Wasser- und Schiffahrtsverwaltung fur Verkehrstechniken
Priority date: 2011-02-08
Filing date: 2011-02-08
Publication date: 2012-08-09

Abstract

Austauschbare Vorrichtung (1) zur Erzeugung von Licht in Leit- und/oder Richtfeuern und/oder Lichtsignalanlagen, insbesondere im Schifffahrts- und/oder im Flug- und/oder Bahnwesen, umfassend eine Temperiereinrichtung (2) zur Wärmeregulation von mindestens einer an der Temperiereinrichtung (2) angeordneten Leuchtdiode (8) zur Aussendung von Lichtstrahlung, eine Regelungseinheit (74) zur Regelung einer Lichtintensität und einer Lichtfarbe der Leuchtdiode (8), eine Überwachungseinheit (76) zur Funktionskontrolle der Leuchtdiode (8) und der Regelungseinheit (74), mindestens ein Sensorelement (28) zur Ermittlung der Lichtfarbe und Lichtstärke der von der Leuchtdiode (8) emittierten Strahlung, eine mechanische Schnittstelle mittels welcher die Vorrichtung (1) an einem Vorrichtungssockel (16) lösbar anordbar ist und eine elektrische Schnittstelle (78) zum Ansteuern der Regelungseinheit (74) und der Überwachungseinheit (76) über eine Steuereinrichtung (72).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine austauschbare Vorrichtung zur Erzeugung von Licht in Leit- und/oder Richtfeuern und/oder Lichtsignalanlagen, insbesondere im Schifffahrts- und/oder im Flugwesen und/oder Bahnwesen.
Bei Feuern mit hoher Tragweite bzw. an die geographischen Verhältnisse angepassten Abstrahlbedingungen sind aufwendige und teure Maßanfertigungen der entsprechenden Leuchtmittel notwendig, welche geringe Achslichtstärken und hohe Streuwinkel aufweisen. Häufig finden Entladungslampen Anwendung, welche jedoch schwierig zu takten sind, da Lichtsignalanlagen bzw. Richtfeuer nicht nur im Dauerbetrieb betrieben werden, sondern häufig auch mittels vorbestimmbarer Taktung Licht emittieren, wobei die Taktung spezifisch für das entsprechende Leuchtfeuer ist und in entsprechenden Kartenwerken auch hinterlegt ist. Lediglich wenige gängige Entladungslampen sind taktbar, da eine elektrische Zündung dieser Lampen mit hohen Spannungen einhergeht, wodurch Material der Elektroden verdampft und eine Verringerung der Lebenszeit bedingt wird.
Im Bereich von Schifffahrtswegen werden neben weißem Signallicht auch farbige Signallichter eingesetzt. Die entsprechende Farbemission wird jedoch durch Filter realisiert, welche einen Großteil der von dem Leuchtmittel emittierten Lichtstrahlung reduziert, wodurch Lichtintensität und Reichweite ebenfalls abnehmen.
Ferner ist der Einsatz von anderen Leuchtmitteln, wie beispielsweise Leuchtdioden in Lichtsignalanlagen bisher nur begrenzt umsetzbar. Die Leuchtdioden sind hierbei als Matrizen fest auf Platinen in den Lichtsignalanlagen angeordnet, so dass im Defektfall einer Leuchtdiode bzw. der Steuerungselektronik die gesamte Lichtsignalanlage ausgetauscht werden muss. Dies erweist sich als besonders nachteilig, da das Auswechseln der Anlage sowohl einen enormen Zeitaufwand als auch hohe Kosten bedingt, da noch funktionsfähige Bauteile aufgrund der festen Anordnung der Leuchtdioden gleich mit ausgetauscht werden müssen. Zudem bedingen derartige Einheiten einen erhöhten Wartungsaufwand, da nach jedem Austausch mindestens eine Brennpunktjustage sowie eine Anpassung der Steuerungstechnik zu erfolgen hat.
Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Lichterzeugung bereitzustellen, welche leicht und kostengünstig austauschbar ist und an standardisierte Steuerungstechniken anbindbar ist. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung den zur Lichterzeugung benötigten Energiebedarf zu minimieren. Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, welche über lange Wartungsintervalle verfügt und somit eine hohe Lebensdauer aufweist. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine universell einsetzbare mechanische und/oder elektrische Schnittstelle bereitzustellen sowie taktbare Leuchtmittel bereitzustellen, welche auch im Dauerbetrieb einsetzbar sind. Zudem ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Leuchtmittel bereitzustellen, welches zur Herstellung von farbigem Licht keinen Filter benötigt und welches langfristig beschaffbar ist.
Diese Aufgabe wird vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die austauschbare Vorrichtung zur Lichterzeugung eine Temperiereinrichtung zur Wärmeregulation von mindestens einer an der Temperiereinrichtung angeordneten Leuchtdiode zur Aussendung von Lichtstrahlung, eine Regelungseinheit zur Regelung einer Lichtintensität und einer Lichtfarbe der Leuchtdiode, eine Überwachungseinheit zur Funktionskontrolle der Leuchtdiode und der Regelungseinheit, mindestens ein Sensorelement zur Ermittlung der Lichtfarbe und/oder Lichtstärke der von der Leuchtdiode emittierten Strahlung, eine mechanische Schnittstelle, mittels welcher die Vorrichtung an einem Vorrichtungssockel lösbar anordbar ist und eine elektrische Schnittstelle zum Ansteuern der Regelungseinheit und der Überwachungseinheit über eine Steuereinrichtung umfasst.
Die Temperiereinrichtung dient dem Abtransport der Wärme, welche von der Leuchtdiode während deren Betrieb erzeugt wird. Werden Leuchtdioden während des Betriebs zu heiß bzw. wird die produzierte Wärmestrahlung nur unzureichend abgeführt, so vermindert sich die Betriebsdauer des Leuchtmittels. Vorteilhaft wird die Temperiereinrichtung erfindungsgemäß als Kühlkörper ausgebildet, dessen Oberflächegröße an den betriebsbedingten Wärmeabtransport vorteilhaft anpassbar ist. Derartige Temperiereinrichtungen sind bevorzugt aus leicht zu bearbeitendem und wärmeleitfähigem Material ausgebildet, wie beispielsweise aus eloxiertem Aluminium. Vorteilhaft wird erfindungsgemäß die angegebene maximale Sperrschichttemperatur der Leuchtdioden im Dauerbetrieb um 1 bis 60%, bevorzugt um 25 bis 35% unterschritten.
An der Temperiereinrichtung ist mindestens ein Leuchtmittel, bevorzugt mindestens eine Leuchtdiode, angeordnet, wobei die Fixierung der Leuchtdiode an der Temperiereinrichtung über einen Träger erfolgt. Der Träger steht vorteilhaft sowohl in temperaturleitfähiger Verbindung mit der auf ihm angeordneten wenigstens einen Leuchtdiode als auch in temperaturleitfähiger Verbindung mit der Temperiereinrichtung. Derartige wärmeleitfähigen Verbindungen werden bevorzugt mittels doppelseitigem, wärmeleitfähigem Klebeband, Wärmeleitpaste oder Wärmeleitkleber ermöglicht.
Vorteilhaft ist der Träger rund, eckig oder sternförmig aus Glasfaserwerkstoffen oder auch Metallen leitfähig ausgebildet und an einer vertikalen Außenfläche der Temperiereinrichtung wärmeleitfähig fixiert. Durch die wärmeleitfähigen Verbindungen wird die von der wenigstens einen Leuchtdiode emittierte Wärmestrahlung von dieser abgeführt, so dass Betriebstemperaturen der Leuchtdiode bevorzugt im Bereich von max. 100°C ermöglicht werden, wodurch die Betriebsdauer der Leuchtdiode verlängert wird. Vorteilhaft ist der Träger als Leiterplatte bzw. als Platine ausgebildet, über welchem die wenigstens eine Leuchtdiode beispielsweise hinsichtlich Tatkung oder Lichtintensität regelbar ist.
Als geeignete Leuchtdioden sind beispielsweise Hochleistungsdioden in runder, eckiger oder auch streifenförmiger Bauweise denkbar. Leuchtdioden sind besonders bei Signalanlagen vorteilhaft, da sie lediglich über eine geringe Leistungsaufnahme verfügen und Lichtwellen in einem engen Wellenbereicht emittieren, wodurch eine höhere Lichtintensität als bei herkömmlichen Glühlampen bedingt wird. Vorteilhaft sind die eingesetzten Leuchtdioden durch hochfrequente Pulsweitenmodulation taktbar.
Ferner ermöglicht die hochfrequente Pulsweitenmodulation bevorzugt eine sichtweitenabhängige Lichtstärkeregelung der Leuchtdiode, beispielsweise bei Nebel, sowie Helligkeitsregelungen des Tag-/Nachtbetriebs. Bevorzugt werden in der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 bis 30 Leuchtdioden eingesetzt, welche auf einem Träger oder auf mehreren Trägem verteilt an der Temperiereinrichtung anordbar sind.
Ferner weist die Vorrichtung eine Regelungseinheit zur Regelung der Lichtintensität und der Lichtfarbe auf. Vorteilhaft ist diese Regelungseinheit auf dem Träger, auf welchem die Leuchtdioden angeordnet sind, fixiert bzw. steht mit diesem in leitfähigem Kontakt. Die Regelungseinheit weist somit bevorzugt eine dauerhafte Verbindung mit den Leuchtdioden auf, um vorteilhaft deren Lichtintensität stufenweise bzw. stufenlos zu regeln.
Darüber hinaus ist auch denkbar, dass die Regelungseinheit separat an der Temperiereinrichtung angeordnet ist und über geeignete Leitungsmittel mit dem Träger und somit mit den Leuchtdioden in Verbindung steht.
Zudem sorgt eine Überwachungseinheit für die Funktionalitätskontrolle der Leuchtdioden sowie der Elektronik. Dies ist vorteilhaft, da bei Ausfall einer Leuchtdiode mittels programmierbarer Software ein Fehlerprotokoll erstellt wird, welches bevorzugt mittels Funk- oder Kabelverbindung an eine Steuereinrichtung bzw. an eine Leitstelle übermittelt wird. Derartige Leitstellen können in entsprechendem Abstand zu der Vorrichtung angeordnet sein und dienen vorteilhaft der Erfassung der Funktionsfähigkeit und des Betriebszustandes der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Zudem sind die elektronischen Einheiten der erfindungsgemäßen Vorrichtung zumindest teilweise über die Leitstelle programmier- bzw. wartbar.
Vorteilhaft sind Regelungseinheit und Überwachungseinheit auf einem geeigneten plattenartigem Element, bevorzugt einer Leiterplatte oder Platine, leitfähig zumindest teilweise in Kontakt mit dem Träger der Leuchtdioden, der Leuchtdioden selbst, dem Sensorelement und/oder mit der Steuerungseinrichtung.
Die Vorrichtung weist zudem vorteilhaft mindestens ein Sensorelement zur optischen Überwachung der Lichtfarbe und/oder Lichtintensität auf. Besonders in Lichtsignalanlagen ist eine konstante Lichtintensität gefordert. Daher ist es vorteilhaft, bevorzugt mehrere Sensorelemente mit unterschiedlicher Farbempfindlichkeit vorzusehen, so dass insbesondere Fremdlichteinwirkung, beispielsweise in Form von Streulicht, nahezu ausgeschlossen wird. Derartige Sensorelemente sind bevorzugt als True Color Farbsensoren ausgebildet, welche Lichtintensität und Farbzusammensetzung der emittierten Leuchtdiodenstrahlung aufnehmen, deren entsprechende Farbanteile (rot, grün und blau) in elektrische Spannungen umwandeln und die resultierenden Daten weiterverarbeiteten bzw. an die Regelungseinheit und/oder Überwachungseinheit weiterleiten.
Vorteilhaft sind, je nach Anwendungsgebiet, hierbei Grenzwerte der Lichtintensität und der Lichtfarbe vorgebbar, so dass bei Unter- bzw. Überschreitung dieser Grenzwerte die Überwachungseinheit diese registriert, ein Fehlerprotokoll erstellt und beispielsweise eine Abschaltung der entsprechenden Leuchtdiode oder der gesamten Vorrichtung bedingt. Vorteilhaft sind mehrere derartige Sensorelemente angeordnet. Bevorzugt weisen die Sensorelemente an ihrem freien Ende ein erstes blendenartiges Element auf, welches die Fremdlichteinwirkung, beispielsweise durch von außen einfallendes Streulicht, reduziert, so dass das Sensorelement bevorzugt die von den Leuchtdioden emittierte Strahlung detektiert und auswertet. Derartige blendenartige Elemente verhindern somit Signalverfälschungen. In der geometrischen Ausgestaltung sind die blendenartigen Elemente frei an die Detektionsbedürfnisse anpassbar. Besonders bevorzugt ist ein Sensorelement an einer Halterung an der nach oben angeordneten horizontalen Oberseite der Temperiereinrichtung hervorstehend angeordnet, so dass eine Detektion der von der wenigstens einen Leuchtdiode emittierten Strahlung ermöglicht wird.
Mindestens eine mechanische Schnittstelle ermöglicht die lösbare Fixierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an einem Vorrichtungssockel, welcher komplementär zu gängigen Lampenhalterungseinrichtungen ausgebildet ist. Dies ermöglicht eine einfache Umrüstung von bestehenden, konventionellen Einrichtungen zur Lichterzeugung, beispielsweise mittels Glühlampen, auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Durch die Anordnung der Leuchtdioden, der Regelungseinheit und der Überwachungseinheit an der Temperiereinrichtung wird ein einfacher Austausch der erfindungsgemäßen Vorrichtung bedingt. Regelungs- und Überwachungseinheiten sind bereits bevorzugt bei der Herstellung kalibrier- und programmierbar, so dass lediglich der Austausch der Vorrichtung erfolgt, ohne zusätzliche Justageschritte zu bedingen.
Vorteilhaft ist der Vorrichtungssockel als Verbindung zwischen Temperiereinrichtung und konventionellen Lampenhalterungseinrichtungen ausgebildet. Die lösbare Fixierung der Temperiereinrichtung am Vorrichtungssockel erfolgt bevorzugt mittels eines geeigneten Befestigungsmechanismus, wie beispielsweise Verschraubung, Bajonettverschluss, Steck-, Stiftverbindung oder Schnappmechanismus. In der einfachsten Ausführung dient der Vorrichtungssockel der einfachen Fixierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung an gängigen Lampenhalterungseinrichtungen. Leuchtdioden, Regelungseinheit und Überwachungseinheit sind bevorzugt elektrisch mit einer externen Steuereinheit lösbar über eine elektrische Schnittstelle verbunden.
Ferner ist denkbar, dass mit der Fixierung der Temperiereinrichtung am Vorrichtungssockel wenigstens ein Kontaktschluss erfolgt, so dass wenigstens eine elektrisch leitfähige Verbindung Temperiereinrichtung und Vorrichtungssockel bedingt wird. Hierzu weisen Vorrichtungssockel und Temperiereinrichtung an der im aneinander fixierten Zustand gemeinsamen Kontaktfläche komplementär zueinander ausgebildete Kontakte auf, welche im geschlossenen Zustand beispielsweise eine Übertragung von elektronischen Signalen oder Strom an die Leuchtdioden, die Regelungseinheit und die Überwachungseinheit ermöglicht.
Darüber hinaus ist denkbar, dass der Vorrichtungssockel an einer Außenfläche bevorzugt ein Außengewinde aufweist, mittels welchem dieser in bestehende konventionelle Lampenfassungen für Lichtsignalanlagen und/oder Leit- und/oder Richtfeuer anordbar ist. Dies ist vorteilhaft, da somit auch alte Anlagen auf die erfindungsgemäße Einrichtung umrüstbar sind.
Vorteilhaft weist der Vorrichtungssockel bzw. die erfindungsgemäße Vorrichtung eine integrierte Einrichtung zur Spannungsanpassung auf, beispielsweise in Form eines Transformators oder eines Netzteils.
Darüber hinaus ist denkbar, dass der Vorrichtungssockel mittels Schraubverbindung, Bajonettverschluss, Steck-, Schnapp- oder Stiftverbindungen an entsprechend komplementär dazu ausgebildeten gängigen Lampenhalterungseinrichtungen, wie beispielsweise Fassungen, anordbar ist. Somit ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur auf den Ersatz von Glühlampen begrenzt.
Ferner wäre denkbar, dass die Temperiereinrichtung an ihrer unten horizontal angeordneten Unterseite ein Außengewinde aufweist, mittels welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung direkt in konventionelle Lampenfassungen anordbar ist. Ein Vorrichtungssockel ist bei diesem Ausführungsbeispiel nicht notwendig. Selbstverständlich ist auch hierbei ein vorgesehenes Außengewinde der einfachste Anwendungsfall. Anstelle dieses Außengewindes können die oben für den Vorrichtungssockel beschriebenen Verschlussmechanismen auch in diesem Beispiel vorgesehen werden. Durch die Befestigung der Temperiereinrichtung in gängige Lampenfassungen wird zumindest eine leitfähige Verbindung zwischen den an der Temperiereinrichtung angeordneten elektronischen Einheiten und der Lampenfassung bedingt, welche bevorzugt der Signal- oder Datenübertragung bzw. der Stromzufuhr dient.
Darüber hinaus wäre denkbar, dass der Vorrichtungssockel derart ausgebildet ist, dass er anstelle der konventionellen Lampenfassungen anordbar ist. Die Temperiereinrichtung wird hierbei beispielsweise wie oben beschrieben an dem Vorrichtungssockel fixiert, welcher über ein Verbindungselement, welches vorteilhaft als Kabel ausgebildet ist, direkt mit einer Steuereinrichtung in Verbindung steht. Ferner ist denkbar, dass die Steuereinrichtung auch direkt auf der Leiterplatte der erfindungsgemäßen Vorrichtung angeordnet ist.
Ferner wäre denkbar, dass der Vorrichtungssockel derart ausgebildet ist, dass er mehrere, bevorzugt zwei bis sechs erfindungsgemäße Vorrichtungen aufnehmen kann. Dies ist vorteilhaft, da im Defektfall einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Vorrichtungssockel bevorzugt um eine Drehachse derart rotierbar ist, dass eine weitere funktionsfähige erfindungsgemäße Vorrichtung in Abstrahlposition gebracht wird, so dass eine nahezu unterbrechungsfreie Lichtaussendung ermöglicht wird und Unfälle verhindert werden. Vorteilhaft erfolgt die Steuerung der Rotation des Vorrichtungssockels durch die Überwachungseinheit.
Die erfindungsgemäße elektrische Universalschnittstelle ist vorteilhaft, da diese elektrischen Signale der Spannung, der maximalen Stromaufnahme, der Taktung der Leuchtdioden, der Parametrierung der Lichtstärke sowie der Fehlerrückmeldung umfasst. Eine derartige einheitliche elektrische Schnittstelle bedingt einen schnellen Austausch der erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Die von der erfindungsgemäße Vorrichtung beabstandet angeordnete Steuereinrichtung dient bevorzugt der Stromversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der Steuerung der Regelungseinheit und der Übertragungseinheit sowie der Fehlerauswertung. Vorteilhaft steht die Steuerungseinrichtung mit der Regelungseinheit, der Überwachungseinheit und den Leuchtdioden bzw. deren Träger mittels eines geeigneten lösbaren Verbindungsmittels über die elektrische Schnittstelle in Verbindung.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind mehrere Leuchtdioden angeordnet, welche bevorzugt mit zueinander verschiedenen Wellenlängen Lichtstrahlung emittieren und/oder welche in ihrer Lichtintensität variierbar, beispielsweise dimmbar, sind. So ist beispielsweise denkbar, dass eine erfindungsgemäße Vorrichtung rote und grüne Leuchtdioden aufweist, welche mittels der Regelungseinheit derart regelbar sind, dass einerseits nur die roten Leuchtdioden und andererseits nur die grünen Leuchtdioden Licht entsprechender Wellenlänge bei geeigneter Ansteuerung emittieren.
Ferner wäre jedoch auch denkbar, dass sowohl die roten als auch die grünen Leuchtdioden derart regelbar sind, dass rote und grüne Leuchtdioden zumindest teilweise gleichzeitig eine entsprechende Lichtstrahlung emittieren und beispielsweise ein Lauflichtsignal ausstrahlen. Ferner regelt die Regelungseinheit bevorzugt die Taktung der emittierten Lichtstrahlung, so dass in einer vorbestimmbaren Taktung alternierende Lichtstrahlungsemissionen bedingt werden, so dass beispielsweise im ständigen Wechsel 4 Sekunden rote Lichtstrahlung und danach 4 Sekunden grüne Lichtstrahlung emittiert wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Temperiereinrichtung zumindest teilweise lamellenartig ausgebildet. Vorteilhaft ist die Temperiereinrichtung einteilig ausgebildet und weist an mindestens einer Seitenfläche in vorbestimmbaren Abständen angeordnete rillenartige Aussparungen auf, welche eine lamellenartige Oberfläche der entsprechenden Seitenfläche bedingen. Durch die somit vergrößerte Oberfläche der Temperiereinrichtung erfolgt eine schnellere Abgabe der von der Leuchtdiode abgegebenen Wärmestrahlung an die Umgebung im Vergleich zu einer Temperiereinrichtung, welche keine derartigen Aussparungen aufweist.
Im einfachsten Beispiel ist die Temperiereinrichtung quaderförmig ausgebildet, wobei mindestens eine vertikal angeordnete Seitenfläche des Quaders eben ausgebildet ist. An dieser ebenen vertikalen Seitenfläche ist der Träger mit den Leuchtdioden wärmeleitfähig angeordnet. Die hierzu gegenüberliegende vertikale Seitenfläche weist bevorzugt eine Vielzahl an rillenartigen Aussparungen auf, deren Ausdehnung in ihrer Längsrichtung sowie deren Abstand zueinander je nach Anwendungsfall vorbestimmbar sind.
Die durch die rillenartigen Aussparungen bedingten lamellenartigen Vorsprünge sind bevorzugt parallel zueinander ausgebildet und weisen eine ebene Oberflächenstruktur auf. Ferner wäre jedoch auch denkbar, dass sich die freien Enden der Lamellen jeweils konisch verjüngen und beispielsweise spitz ausgebildet sind. Zudem wäre zur zusätzlichen Oberflächenvergrößerung der Temperiereinrichtung denkbar, dass die Lamellen in ihrer Längsrichtung umfangsseitig Erhebungen aufweisen, beispielsweise punkt- oder ringförmig.
Ferner ist denkbar, anstelle einer quaderförmigen Temperiereinrichtung eine stabförmige Temperiereinrichtung vorzusehen, wobei die Lamellen hierbei umfangsseitig bzw. sternförmig nach außen hin angeordnet sind. Selbstverständlich dienen die hier genannten Beispiele der Temperiereinrichtung lediglich als mögliche Ausführungsformen, welche nicht auf die genannten Beispiele begrenzt, sondern den Anforderungen entsprechend beliebig erweiterbar sind. So wäre beispielsweise denkbar, dass die Temperiereinrichtung ein Kühlsystem aufweist, beispielsweise zur zusätzlichen Kühlung der Lamellen durch Wasser oder Luftzufuhr.
Ferner wäre jedoch auch denkbar, die entsprechenden Leuchtdioden mittels innerhalb der Temperiereinrichtung angeordnetem Kühlkreislauf, beispielsweise durch Wasser, auf eine festlegbare Betriebstemperatur zu temperieren. Entsprechende Kühlkreisläufe sind zudem vorteilhaft mittels Software über die Regeleinheit bzw. Steuereinrichtung ansteuer- und programmierbar und mittels Überwachungseinheit in ihrer Funktionalität überwachbar.
Bei einer weiteren Ausführungsform sind bevorzugt mehrere Leuchtdioden auf einem Träger angeordnet sind, welcher in leitfähiger Verbindung mit der Temperiereinrichtung steht. Dies ist vorteilhaft, da somit eine höhere Lichtintensität der emittierten Strahlung erzeugt wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der Träger zumindest teilweise von einem zweiten blendenartigen Element abgedeckt. Dieses zweite blendenartige Element ist an der Temperiereinrichtung angeordnet, beispielsweise mittels Verschraubung oder Vernietung, und weist an seiner nach oben angeordneten Oberseite bevorzugt eine konkave Aussparung auf. Zudem ist das blendenartige Element von dem Träger und den darauf fixierten Leuchtdioden derart beabstandet angeordnet, so dass Fremdlichteinwirkung, beispielsweise in Form von einfallendem Streulicht, welches durch die eingesetzten Linsen gebündelt wird, die Leuchtdioden und den Träger nicht beschädigen. Ferner verhindert das zweite blendenartige Element Reflexionen und Spiegelungen der Fremdlichteinwirkung. Vorteilhaft weist das zweite blendenartige Element eine vergleichbare Materialzusammensetzung auf wie die Temperiereinrichtung.
Bei einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist die elektrische Schnittstelle als Steckverbindung ausgebildet, bevorzugt als Fünf-Kanal-Steckverbindung oder bevorzugt höherpolig. Diese Steckverbindung ermöglicht bei der Produktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung im industriellen Maßstab eine universell nutzbare Anschlussmöglichkeit von unterschiedlich zueinander ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Steuereinrichtung und das plattenartige Element zur leitfähigen Fixierung der Regelungseinheit und der Überwachungseinheit, sowie der Träger bzw. die darauf angeordneten Leuchtdioden über die elektrische Schnittstelle über mindestens ein Verbindungselement zur Steuersignalübertragung lösbar miteinander verbunden. Dies ist vorteilhaft, da die komplexe Steuereinrichtung bei einem Austausch der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mit ersetzt werden muss und alle programmierbaren Einstellungen zur Steuerung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beibehalten werden und nicht erneut einzustellen sind. Zudem stellt ein derartiges Verbindungselement eine variierbare Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Bezug auf die Steuereinrichtung dar. Bevorzugt ist das Verbindungselement als biegsames Kabel zur Daten-, Signalübertragung sowie zur Stromversorgung ausgebildet und über die elektrische Schnittstelle mit dem plattenartigen Element der erfindungsgemäßen Vorrichtung lösbar verbunden.
Vorteilhaft ist das Verbindungselement, beispielsweise mittels Klemm- oder Steckverbindung sowohl mit der Steuereinrichtung als auch mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem Vorrichtungssockel lösbar verbunden. Ferner wäre jedoch auch denkbar, dass das Verbindungselement einseitig, also lediglich mit der Steuereinrichtung oder der Vorrichtung bzw. dem Vorrichtungssockel fest verbunden ist. Darüber hinaus können je nach Anwendung auch mehrere derartige Verbindungselemente zur Steuerung bzw. zur Signal- oder Datenübertragung vorgesehen sein, insbesondere dann, wenn eine Vielzahl an Leuchtdioden angeordnet ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Überwachungseinrichtung zumindest ein Zählelement auf. Dies ist vorteilhaft, da die Betriebsdauer, beispielsweise in Stunden, der Leuchtdioden der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfasst wird.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Vorrichtung justagefrei ersetzbar. Dies ist vorteilhaft, da im Falle von defekten Leuchtdioden oder defekten Elektronikgruppen somit Zeit und Kosten eingespart werden. Vorzugsweise erfolgt der Austausch der Vorrichtung manuell, bevorzugt einhändig durch die oben erwähnten Verschlussmechanismen, so dass ein werkzeugfreier Austausch bedingt wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Stromversorgung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen autark ausgebildet. Dies ist besonders für Lichtsignalanlagen oder Molenfeuer vorteilhaft, da somit keine dauerhafte Stromversorgung notwendig ist. Bevorzugt weisen derartige erfindungsgemäße Vorrichtungen Solarmodule sowie eine Energiespeichereinrichtung, beispielsweise in Form eines Akkumulators, auf.
Darüber hinaus ist denkbar, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Sendeeinheit aufweist, beispielsweise zum Senden von GPS-Signalen, welche von der Steuereinrichtung empfangen und verarbeitet werden. Dies ist besonders bei schwimmenden Lichtsignalanlagen von Vorteil, da somit zu jedem Zeitpunkt deren Position bestimmbar ist.
Ferner ist denkbar, dass die Einstellung der emittierte Lichtstärke der Leuchtdioden manuell oder auch mittels Ferneinstellung erfolgt. So ist beispielsweise denkbar, dass bei manueller Einstellung die Lichtintensität der Leuchtdioden der erfindungsgemäßen Einrichtung bevorzugt in zwei bis zwanzig Stufen veränderbar ist, besonders bevorzugt in sieben bis neun Stufen. Eine entsprechende Ferneinstellung der Lichtintensität und somit auch der Leistung erfolgt bevorzugt durch Änderungen in der Steuerungssoftware mittels Funk- oder Kabelübertragung. Vorteilhaft erfolgt die Leistungseinstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung über hochfrequente Pulsweitenmodulation.
Vorteilhaft ist das Gehäuse der erfindungsgemäßen Vorrichtung sowie der Vorrichtungssockel aus korrosionsbeständigem Material ausgebildet, wie beispielsweise aus passiviertem Metall, Verbundwerkstoffen oder Kunststoff.
Vorteilhaft verlängert die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Lichtsignal- und/oder Befeuerungsanlagen das Austauschintervall. Eine klassische Glühlampe mit einer Betriebsdauer von beispielsweise 800 bis 2000 h muss wesentlich öfter ersetzt werden, als die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer bevorzugten Mindestbetriebsdauer von 40000 h.
Zudem ist der Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung nicht nur auf die Befeuerung begrenzt, sondern kann sich darüber hinaus auch beispielsweise auf jegliche Beleuchtungsmittel wie Sektorenleitfeuer, einfarbige Rundumleuchten, Tafelzeichen oder Wechselverkehrszeichen erstrecken.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorteilhaft zumindest teilweise in einem Gehäuse angeordnet, wobei das Gehäuse mindestens eine Öffnung aufweist. Die Öffnung des Gehäuses ist derart ausgebildet, dass Lichtstrahlung von der zumindest teilweise innerhalb des Gehäuses angeordneten, wenigstens einen Leuchtdiode aus dem Gehäuse heraus emittiert wird. Vorteilhaft sind mehrere derartige Öffnungen an einer oder mehreren vertikal angeordneten Seitenwänden des Gehäuses angeordnet, um einen Lichtstrahlungsaustritt der von bevorzugt mehreren Leuchtdioden emittierten Lichtstrahlung aus dem Gehäuse zu ermöglichen. So wäre es beispielsweise denkbar, dass bei einem quaderförmig ausgebildeten Gehäuse an den vier vertikalen Seitenflächen bevorzugt mehrere Öffnungen zum Austritt der Lichtstrahlung vorgesehen sind, welche in Größe und geometrischer Ausgestaltungen voneinander unterscheidbar oder auch identisch sein können.
Vorteilhaft ist im Strahlgang der von der wenigstens einen Leuchtdiode emittierten Strahlung zumindest eine Fokussiereinrichtung angeordnet, welche die emittierte Strahlung bündelt und somit die Tragweite erhöht. Bevorzugt ist eine derartige Fokussiereinrichtung als optische Linse ausgebildet und innerhalb des Gehäuses angeordnet.
Darüber hinaus ist es denkbar Streuscheiben im Strahlgang der von der wenigstens einen Leuchtdiode emittierten Strahlung anzuordnen, welche eine Anpassung der Geometrie der Richtfeuer- oder Lichtsignalanlagen ohne zusätzliche mechanische Justage ermöglichen. Derartige Streuscheiben sind fest oder auch bevorzugt automatisch bewegbar, angeordnet, so dass beispielsweise in Abhängigkeit der äußeren Lichtbedingungen die Streuscheiben austauschbar angeordnet sind.
Vorteilhaft sind die Streuscheiben an einem Gehäuse und bevorzugt in der oben genannten Öffnung des Gehäuses eingepasst und mit geeigneten Dichtungselementen feuchtigkeitsdicht gegenüber dem Gehäuse abgedichtet. Bevorzugt weisen die Streuscheiben eine integrierte Heizeinrichtung, beispielsweise in Form von Heizdrähten auf, welche innerhalb des Streuscheibenmaterials elektrisch leitend angeordnet sind. Da Leuchtdioden Strahlung ohne Infrarotanteil aussenden, besteht besonders im Winter die Gefahr, dass die Außenbereiche der Gehäuse beschlagen oder zufrieren. Daher ist es vorteilhaft über die elektrische Schnittstelle eine mit der Steuerungseinrichtung elektrisch ansteuerbare Heizeinrichtung in den Streuscheiben vorzusehen, wobei die Heizeinrichtung bevorzugt derart durch die Steuereinrichtung geregelt wird, dass die Regelung umgebungstemperaturabhängig ist und durch einen Temperatursensor, welcher außerhalb des Gehäuses angeordnet ist, detektiert und an die Steuereinrichtung übertragen wird.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 eine Vorderansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
2 eine Unteransicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
3 eine Draufsicht eines Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
4 ein seitlicher Querschnitt eines weiteren Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
5a eine Vorderansicht eines weiteren Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
5b eine Draufsicht eines weiteren Teils einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
6 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäße Vorrichtung mit Vorrichtungssockel;
7 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Vorrichtungssockel;
8 eine Draufsicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Vorrichtungssockel;
9 eine Rückansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit Vorrichtungssockel;
10 einen schematischen Querschnitt einer eingebauten erfindungsgemäßen Vorrichtung;
11a–c einen beispielhaften Einbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in ein Gehäuse; und
12 ein Diagramm zur Ermittlung der Lichtstärke.
13 ein weiteres Beispiel einer erfindungsgemäße Vorrichtung;
14 einen seitlichen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
15 einen seitlichen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
16a einen schematischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
16b einen weiteren schematischen Schaltplan eines Teils der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
1 zeigt eine Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Temperiereinrichtung 2. An der vertikalen Vorderseitenfläche 4 der Temperereinrichtung 2 ist bevorzugt zentrisch ein sternförmiger Träger 6 angeordnet, welcher vorteilhaft mittels Wärmeleitkleber oder doppelseitig klebenden Wärmeleitpads wärmeleitfähig an der Temperiereinrichtung 2 angeordnet ist. Auf der von der Temperiereinrichtung 2 abgewandten Oberfläche des Trägers 6 ist wenigstens eine Leuchtdiode 8, bevorzugt mehrere Leuchtdioden 8, wärmeleitfähig mit dem Träger verbunden.
Ferner weist die Oberfläche 4 mindestens zwei horizontal ausgerichtete Vertiefungen 10, bevorzugt mit Innengewinde, auf, so dass ein zweites blendenartiges Element 12 (nicht gezeigt) bevorzugt mittels Verschraubung an der Temperiereinrichtung 2 lösbar anordbar ist.
Ferner weist die Temperiereinrichtung 2 vertikal ausgerichtete Vertiefungen 14 bzw. 15 auf, welche zur lösbaren Fixierung des Vorrichtungssockels 16 an der Unterseite 18 der Temperiereinrichtung 2 (nicht gezeigt) bzw. des Sensorelements 28 an der der Unterseite 18 gegenüberliegenden Oberseite der Temperiereinrichtung 2 (nicht gezeigt) vorgesehen sind und vorteilhaft einen Innengewinde aufweisen.
2 zeigt die Unterseite 18 der Temperiereinrichtung 2, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht erneut erklärt werden. Die von der Vorderseite 4 abgewandte Rückseite 19 weist Aussparungen 20 auf, welche beispielhaft im gleichen Abstand, bevorzugt parallel, zueinander angeordnet sind. Die resultierenden Vorsprünge 22 sind lamellenartig ausgebildet. Je nach Anwendungsfall, wenn beispielsweise mehrere Leuchtdioden 8 angeordnet sind und somit mehr Wärmestrahlung von den Leuchtdioden 8 abgeführt werden muss, ist denkbar die Anzahl der Lamellen 22, deren Beabstandung zueinander sowie deren Oberflächenbeschaffenheit derart zu verändern, dass beispielsweise eine größere Fläche zur Wärmeabstrahlung bedingt wird oder die Wärmeabgabe an die Umgebung schneller erfolgt.
Die seitlich angeordnete horizontal ausgerichtete Vertiefung 24 weist vorteilhaft ein Innengewinde auf und dient der lösbaren Fixierung, beispielsweise mittels Verschraubung, des plattenartigen Elements 26 (nicht gezeigt) an der Temperiereinrichtung 2.
3 zeigt eine beispielhafte Draufsicht einer Temperiereinrichtung 2, wobei die Aussparungen 20 und die Lamellen 22 bevorzugt durchgängig in vertikaler Richtung von oben nach unten angeordnet sind, um so die durch die Leuchtdioden 8 produzierte Wärme an die Umgebung abzuführen. Ferner wäre denkbar, dass die Aussparungen 20 und die Lamellen 22 horizontal angeordnet sind. Bei den hier gezeigten Beispielen handelt es sich lediglich um einfache Ausführungsformen, welche beliebig erweiterbar sind.
In 4 ist eine beispielhafte Halterung 30 gezeigt, an welcher das Sensorelement 28 angeordnet ist. Vorteilhaft weist die Halterung 30 eine vorbestimmbare Krümmung K auf, welche bevorzugt im Bereich von 110° bis 180°, und besonders bevorzugt im Bereich zwischen 125° und 145°, liegt. Durch diese Krümmung K detektiert das Sensorelement 28 nahezu nur von der Leuchtdiode 8 (nicht gezeigt) emittierten Lichtstrahlung und wertet diese Daten bevorzugt entsprechend der Lichtintensität und der Lichtfarbe aus. Das zweite freie Ende 31 der Halterung 30 wird vorteilhaft lösbar an der Oberseite der Temperiereinrichtung 2 fixiert, beispielsweise mittels Verschraubung in der vorgesehenen Vertiefung 15 aus 1.
5a zeigt eine Vorderansicht des zweiten blendenartigen Elements 12 und 5b zeigt eine Draufsicht des entsprechenden zweiten blendenartigen Elements 12 zur Abschirmung des Trägers 6 und der wenigstens einen Leuchtdiode 8 gegenüber einfallender Fremdstrahlung. Die Blendenaussparung 32 ist derart ausgebildet, so dass im fixierten Zustand des blendenartigen Elements 12 an der Temperereinrichtung 2 der Träger 6 (nicht gezeigt) zumindest teilweise abgedeckt ist, um so von außen einfallendes Streulicht oder Reflexionen von der Leuchtdiode abzuschirmen. Vorteilhaft ist das blendenartige Element 12 derart ausgebildet, dass der Träger 6 direkt benachbart zu der Innenseite 34 des blendenartigen Elements 12 angeordnet ist, aber vorteilhaft mit dieser keine gemeinsame Kontaktfläche aufweist.
Ferner wäre denkbar, das blendenartige Element 12 derart auszubilden, dass die Blendenaussparung 32 rund oder gekrümmt ausgebildet ist und den Träger 6 zumindest teilweise abdeckt. Zudem ist der Querschnitt der Blendenaussparungen vorteilhaft an den von der Leuchtdiode 8 emittierten Lichtstrahl angepasst, so dass dieser durch die Blendenaussparung 32 hindurch tritt, ohne das Brechung an den Kanten der Blendenaussparung 32 bedingt wird.
6 zeigt eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. An der Oberseite der Temperiereinrichtung 2 ist die Halterung 30, an welcher das Sensorelement 28 fixiert ist, lösbar angeordnet. Auf der vertikal ausgerichteten Vorderseite 4 ist hier beispielhaft der Träger 6 zentrisch angeordnet und mittels den oben beschriebenen wärmeleitfähigen Verbindungen an der Temperiereinrichtung 2 fixiert. Auf dem Träger 6 ist mindestens eine Leuchtdiode 8, bevorzugt sechs Leuchtdioden 8, wärmeleitend angeordnet. Zum Schutz vor Streulicht oder Reflexionen ist der Träger 6 zumindest teilweise von dem blendenartigen Element 12 abgedeckt, welches lösbar an der Vorderseite 4 der Temperiereinrichtung 2 über die Vertiefungen 10 (nicht gezeigt) angeordnet ist.
An der Unterseite 18 der Temperiereinrichtung 2 ist ein Vorrichtungssockel 16 lösbar anordbar, bevorzugt mittels Verschraubung 38 und/oder Stiften 40. Der Vorrichtungssockel 16 ist vorteilhaft dreiteilig ausgebildet, wobei die Verbindungen der drei Sockelabschnitte 16a, 16b und 16c miteinander im einfachsten Fall mittels lösbarer Verschraubung erfolgt. Vorteilhaft ist der erste Sockelabschnitt 16a als Stiftsockel ausgebildet und weist fest angeordnete Stifte 40 auf, welche in vertikale angeordnete Vertiefungen 14 der Temperiereinrichtung 2 einführbar sind und zur Stabilisierung dienen. Zudem wird der erste Sockelabschnitt 16a mittels Verschraubung 38 lösbar mit der Unterseite 18 der Temperiereinrichtung 2 verbunden. Diese Verschraubung 38 wird bei einem Auswechseln der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 gelöst, so dass die Temperiereinrichtung 2 mit den daran angeordneten Leuchtdioden 8 sowie dem plattenartigen Element 26, welches vorteilhaft als Platine ausgebildet ist, entnehmbar ist und durch eine andere erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ersetzt werden kann. Zweiter und dritter Sockelabschnitt 16b und 16c bleiben während des Austauschs der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 unverändert. Vorteilhaft werden die beiden Sockelabschnitte 16b und 16c bereits vorjustiert. Vorteilhaft wird nach der ersten Justage der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 die Fixierung der beiden Sockelabschnitte 16b und 16c aneinander bzw. an einem Gehäuse 52 (nicht gezeigt) versiegelt oder unlösbar ausgebildet.
Zur verbesserten Stabilisierung bzw. Führung der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 weist der erste Sockelabschnitt 16a an seiner von der Temperiereinrichtung 2 abgewandten Unterseite eine Erhebung 44 auf, welche komplementär zu einer Nut 46 an der direkt benachbart angeordneten Oberseite des zweiten Sockelabschnitts 16b ausgebildet ist. Der dritte Sockelabschnitt 16c ist vertikal an dem zweiten Sockelabschnitt 16b fixiert und weist wenigstens eine Aussparung 47 auf, mittels welche eine Anordnung des dritten Sockelabschnitts 16c und der daran angeordneten erfindungsgemäße Vorrichtung 1 an einer gängigen Lampenhalterungseinrichtung im Gehäuse 52 bzw. direkt am Gehäuse 52 erfolgt (nicht gezeigt).
An einer vertikalen Seitenfläche 50 der Temperiereinrichtung 2 ist das plattenartige Element 26, welches bevorzugt als Leiterplatte oder Platine ausgebildet ist, angeordnet. Das plattenartige Element 26 weist einen Mikroprozessor (nicht gezeigt) auf, welcher die erfassten und übertragenen Daten des Sensorelements 28 bezüglich der Lichtfarbe und Lichtintensität der von der Leuchtdiode 8 emittierten Strahlung verarbeitet und an die Regelungseinheit bzw. Überwachungseinheit (nicht gezeigt) übermittelt. Vorteilhaft stehen Regelungs- und Überwachungseinheit (nicht gezeigt) mit dem Träger 6 in zumindest teilweiser elektrischer Verbindung, beispielsweise mittels Kabel (nicht gezeigt), so dass die Leuchtdioden 8 regelbar und überwachbar sind. Vorteilhaft ist das plattenartige Element lösbar mit dem Temperiereinrichtung 2 verbunden, beispielsweise mittels Verschraubung. Ferner wäre auch denkbar, Regelungseinheit und/oder Überwachungseinheit innerhalb der Mikroprozessors vorzusehen.
7 zeigt eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 aus 6. Beispielhaft ist hierbei die Halterung 30 mehrteilig ausgebildet, wobei auch bei mehrteiliger Ausführung eine besonders bevorzugte Krümmung K der Halterung im Bereich von 125° bis 145° liegt. Zudem sind die drei Sockelabschnitte 16a, 16b und 16c im einfachsten Fall mittels Verschraubung 53 aneinander bzw. mittels Verschraubung 38 an der Temperiereinrichtung 2 fixiert sind.
In 8 ist die Ansicht der Unterseite der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 mit Vorrichtungssockel 16 gezeigt. Gleiche Bezugszeichen entsprechen gleichen Bauteilen und werden hier nicht erneut beschrieben. In 9 ist die Ansicht der Rückseite 19 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, wobei gleiche Bezugszeichen gleichen Bauteilen entsprechen und hier nicht erneut beschrieben werden. Die Lamellen 22 sind vertikal durchgängig angeordnet.
10 zeigt einen schematischen Querschnitt einer in einem Gehäuse 52 angeordneten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Die Halterung 30 für das Sensorelement 28 ist in diesem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ohne Krümmung ausgebildet. Zudem ist benachbart zu dem Sensorelement 28 an dem freien Ende der Halterung 30 ein weiteres blendenartiges Element 54 angeordnet, welches das Sensorelement 28 gegen von außen einfallendes Fremdlicht, beispielsweise Sonnenstrahlung, abschirmt, so dass das Sensorelement 28 die von den Leuchtdioden 8 emittierte Strahlung detektiert, um somit Datenverfälschungen vorzubeugen.
Vorteilhaft erfolgt die Anordnung der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 im Gehäuse 52 über den bevorzugt mehrteilig ausgebildeten Vorichtungssockel 16 derart, dass zwischen dem Träger 6 bzw. den auf dem Träger 6 angeordneten Leuchtdioden 8 ein Schnittweitenabstand P zu der Fokussiereinheit 56 bedingt wird, welcher in diesem Ausführungsbeispiel bevorzugt im Bereich von 10 bis 50 mm, besonders bevorzugt im Bereich zwischen 25 bis 35 mm, liegt. Im Strahlgang L der emittierten Lichtstrahlung der Leuchtdioden 8 ist beispielhaft eine asphärische Linse als Fokussiereinheit 56 zur Bündelung der von den Leuchtdioden 8 emittierten Lichtstrahlung eingesetzt. Selbstverständlich können hierbei jegliche Arten von Linsen oder anderen Fokussiereinrichtungen eingesetzt werden. Zum geometrischen Ausgleich der Anordnung des Gehäuses 52 ist im weiteren Strahlengang wenigstens eine Streuscheibe 58 angeordnet. Diese ist vorteilhaft an dem Gehäuse 52 fixiert und kann je nach Bedarf vertikal oder auch geneigt angeordnet sein. Bevorzugt ist die Streuscheibe 58 aus Kunststoff, wie beispielsweise Polymethylmethacrylat, beheizbar ausgebildet.
11a zeigt ein aus dem Stand der Technik bekanntes Gehäuse 52 einer Doppelsignallaterne, in welcher zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 1 anstelle der herkömmlichen Glühlampen angeordnet sind. Die linke Bildhälfte zeigt einen schematischen Querschnitt durch das Gehäuse 52, wobei die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 über den Vorrichtungssockel 16 mit dem Gehäuse 52 verbunden ist. Vorteilhaft weist das Gehäuse 52 eine elektrische Verbindungsstelle auf, welche mit der elektrischen Schnittstelle der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 verbindbar ist und zudem mit einer externen Steuereinrichtung (nicht gezeigt) zur Steuerung der Regelungs- und Überwachungseinheit verbindbar ist, so dass Datenübertragung und Stromversorgung der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ermöglicht werden.
Vorteilhaft bilden der zweite und dritte Sockelabschnitt 16b und 16c im aneinander fixierten Zustand eine vorjustierbare, prefokussierte Halterung aus, welche bevorzugt immer im Gehäuse 52 angeordnet ist, um einen schnellen und einfachen Austausch der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 durch Lösen der Verschraubung 38, welche die Temperiereinrichtung 2 mit dem ersten Sockelabschnitt 16a verbindet, zu ermöglichen. Somit wird im Defektfall lediglich die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ausgetauscht, ohne dass eine Neujustage der Optik bedingt wird.
Die rechte Bildhälfte zeigt eine Außenansicht des geschlossenen Gehäuses 52 mit einer beispielhaft rund ausgebildeten Streuscheibe 58.
In 11b ist ein schematischer Rückseitenquerschnitt eines geöffneten Gehäuses 52 einer Doppelsignallaterne dargestellt. Die konventionell verwendeten Leuchtmittel wurden hierbei durch zwei erfindungsgemäße Vorrichtungen 1 ersetzt. Vorteilhaft sind bereits bestehende Leuchtmittelhalterungen zur Fixierung der erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zu verwenden. Ferner ist auch denkbar, den dritten Sockelabschnitt 16c derart auszubilden, dass dieser an bestehende Leuchtmittelhalterungen anordbar ist. Vorteilhaft ist der Vorrichtungssockel 16 derart ausgebildet, dass die daran angeordnete erfindungsgemäße Vorrichtung 1 sowohl vertikal als auch horizontal bewegbar anordbar ist.
11c zeigt eine Seitenansicht der in 11b dargestellten Doppelsignallaterne im geöffneten Zustand. Das Verschlussmittel 60 zum Verschließen des Gehäuses 52 ist schwenkbar um die Drehachse D angeordnet. Wird das Verschlussmittel 60 mit einer Kraft beaufschlagt und um die Drehachse D in Pfeilrichtung R bewegt, so wird das Gehäuse 52 verschlossen.
Die Fixierung des Verschlussmittels erfolgt bevorzugt mittels Schnapp-, Klemm- oder Schraubmechanismus. Vorteilhaft ist im verschlossenen Zustand zwischen dem Gehäuse 52 und dem Verschlussmittel 60 wenigstens ein Dichtungselement (nicht gezeigt) angeordnet, welches die im Innenbereich des Gehäuses 52 angeordnete Elektronik in Form von erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 besonders vor Feuchtigkeit abdichtet.
Ferner ist denkbar, dass zusätzlich in dem Innenbereich des Gehäuses 52 wenigstens eine entfernbare Einheit bestehend aus Silizium und Sauerstoff zur Feuchtigkeitsaufnahme aus der Luft vorgesehen ist. Vorteilhaft ist diese Einheit aus Kieselgel ausgebildet, welches von einem luftdurchlässigem Material, welches als Verpackung dient, umschlossen wird. Somit wird zusätzlich gewährleistet, dass korrosionsbedingende Luftfeuchtigkeit innerhalb des Gehäuses 52 niedrig gehalten wird, bevorzugt in einem Bereich von 2 bis 15% relative Feuchtigkeit.
Bei Anordnung mehrerer erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 in mehreren Gehäusen 52 werden die erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 über das jeweilige plattenartige Element 26 miteinander bzw. mit der Steuereinrichtung verbunden. Diese Zusammenlegung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 ermöglicht ein Zusammenfassen der an der jeweiligen erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auftretenden Störungsmeldungen, wobei die einzelnen erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 bevorzugt getrennt von einander ansteuerbar und regelbar sind.
12 ist ein Diagramm dargestellt, welches die winkelabhängige Strahlungsintensität einer beispielhaften erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 mit und ohne Verwendung einer Streuscheibe 58. An der Abszisse ist der Streuwinkel der von der Leuchtdiode 8 emittierten Lichtstrahlung mit der Einheit Grad und an der Ordinate ist die Lichtstärke in der Einheit Candela aufgetragen. Kurve 62 zeigt einer erste winkelanhängige Strahlungsintensität der von den Leuchtdioden 8 emittierten Strahlung ohne Streuscheibe 58 oder Filter, welche eine Lichtstärke Bereich von 115 000 bis 150 000 cd und einen horizontalen Halbstreuwinkel von 3° aufweist. Bei Verwendung einer Streuscheibe 58 verringert sich die Lichtstärke auf 90 000 cd, wie in Kurve 64 gezeigt, und der horizontale Halbstreuwinkel erweitert sich auf 4,4°.
13 zeigt eine schematische Vorderansicht eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. Hierbei sind mehrere Träger 6 an der vertikalen Vorderseite 4 der Temperiereinrichtung 2 angeordnet, welche eine unterschiedliche Anzahl an Leuchtdioden 8 mit beispielsweise unterschiedlicher Wellenlänge und Leistung aufweisen. Werden erfindungsgemäß derartige Anordnungen von mehreren Trägem 6 und mehreren Leuchtdioden 8 verwendet, so muss eine ausreichende Wärmeabführung gegeben sein, beispielsweise durch aktive Kühlung der Temperiereinrichtung 2 mittels zumindest teilweise integriertem Wasserkreislauf oder durch Vergrößerung der Oberfläche der Temperiereinrichtung 2, so dass die Betriebstemperatur der Leuchtdioden 8 bevorzugt immer unterhalb der Sperrschichttemperatur liegt, um Beschädigungen der Halbleiterelektronik der Leuchtdioden 8 zu vermeiden.
Bevorzugt werden erfindungsgemäß Leuchtdioden mit einer Leistung von kleiner bzw. gleich 14 W verwendet.
Bevorzugt ist der Träger 6 als Leiterplatte bzw. Platine ausgebildet und dient der Fixierung der Leuchtdioden 8 sowie deren leitfähiger Verbindung zu der Regelungseinheit 74 und der Überwachungseinheit 76 (nicht gezeigt). Die eingesetzten Leuchtdioden 8 können beispielsweise mittels Durchsteckmontage oder auch als oberflächenmontierbare Bauelemente mit der Leiterplatte 6 leitfähig verbunden werden. Ferner könnten auch funktionsfähige Leuchtdiodenchips auf der Leiterplatte 6 leitfähig angeordnet sein. Je mehr Leuchtdioden 8 auf der Leiterplatte 6 angeordnet sind, welche zeitgleich Licht emittieren, desto stärker ist die vom menschlichen Auge wahrgenommene Lichtintensität.
In 14 ist eine schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 gezeigt, wobei gleiche Bauteil mit gleichen Bezugszeichen versehen sind und nicht erklärt werden. Der Vorrichtungssockel 16 ist hierbei einteilig ausgebildet und weist ein bevorzugt genormtes Außengewinde 66 auf, welches komplementär zu einer gängigen Lampenhalteeinrichtung 68 ausgebildet ist. Bevorzugt weist der Vorrichtungssockel 16 und die Lampenhalteeinrichtung 68 geeignete Kontaktstellen auf (nicht gezeigt), mittels welchen im angeordneten Zustand des Vorrichtungssockels 16 in der Lampenhalteeinrichtung 68 wenigstens eine leitfähige Verbindung beispielsweise zur Signalübermittlung oder zur Stromzufuhr bedingt wird.
Ferner ist die Lampenhalteeinrichtung 68 über ein Verbindungselement 70, beispielsweise ein Hoch-, Nieder-, Signal-, Daten- oder Steuerkabel, mit der Steuereinrichtung 72 derart verbunden, dass die über die Steuereinrichtung 72 an die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 übermittelten Signale von der Regelungseinheit 74 verarbeitet werden und die Leuchtdioden 8 bevorzugt im Hinblick auf Lichtintensität und Lichtfarbe regelbar sind bzw. von der Überwachungseinheit 76 überwachbar sind. Vorteilhaft steht die Steuereinrichtung 72 in Verbindung mit einer Leitstelle (nicht gezeigt), mittels welcher eine beliebige Anzahl an erfindungsgemäßen Vorrichtungen 1 steuerbar ist.
Ferner kann das Verbindungselement 70 lediglich als Stromzufuhr für die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 ausgebildet sein, wobei die Daten- und Signalübertragung von der Steuereinrichtung 72 über die elektrische Schnittstelle 78 zu der Regelungseinheit 74 und der Überwachungseinheit 76 erfolgt, beispielsweise per Kabel oder Funk.
An der Unterseite der Temperiereinrichtung 2 ist der Vorrichtungssockel 16 lösbar fixiert. Vorteilhaft besteht in diesem fixierten Zustand zumindest eine leitfähige Verbindung zwischen dem Vorrichtungssockel 16 und der Temperiereinrichtung 2. Unter leitfähiger Verbindung ist hierbei bevorzugt eine Verbindung zur Leitung von Strom und/oder Signalen bzw. Daten und/oder Temperatur zu verstehen. Die Temperiereinrichtung 2 weist vorteilhaft wenigstens eine zumindest teilweise umfangsseitig angeordnete Nut 80 auf, welche zu den zumindest teilweise umfangsseitig angeordneten Vorsprüngen 82 des Vorrichtungssockels 16 komplementär ausgebildet ist. Zudem weist der Vorrichtungssockel 16 an seiner nach oben gerichteten horizontalen Deckfläche wenigstens eine Erhebung 84 auf, welche zu der wenigstens einen Vertiefung 86 der Temperiereinrichtung 2 komplementär ausgebildet ist und somit eine Stabilisierung im zusammengeführten Zustand bedingen.
Im einfachsten Fall ist die Vertiefung 86 viereckig ausgebildet und nach unten hin geöffnet. Ferner wäre denkbar, die Vertiefung 86 mit abgerundeten Kanten, beispielsweise in Form einer nach unten geöffneten Halbkugel auszubilden. Vorteilhaft ist an mindestens einer Innenwandung der Vertiefung 86 ein Leitelement 88 zum Leiten von Daten, Signalen, bevorzugt analog oder digital, oder von Strom vorgesehen, welches beispielsweise als elektronischer, elektromechanischer oder optischer Kontakt, bevorzugt in Form von leitfähigen Metallkontakten, ausgebildet ist.
Bei Druckbeaufschlagung der Temperiereinrichtung 2 in deren Längsrichtung gegen den Vorrichtungssockel 16, greifen die Vorsprünge 82 in die Nut 80 und bilden somit eine lösbare Schnappfixierung des Vorrichtungssockels 16 mit der Temperiereinrichtung 2 aus. Vorteilhaft besteht in diesem fixierten Zustand eine leitfähige Verbindung zur Signal- und/oder Stromübertragung zwischen dem Vorrichtungssockel 16 und den elektronischen Einheiten 74, 76.
Die Regelungseinheit 74 regelt bevorzugt die Lichtfarbe und die Lichtintensität der von der Leuchtdiode 8 emittierten Strahlung. Die Regelungseinheit 74 ist zudem von einer extern angeordneten Steuereinrichtung 72 ansteuerbar, um die Lichtfarbe und Lichtintensität je nach Anwendungsfall, beispielsweise am Tag, in der Nacht oder bei Nebel, anzupassen.
Vorteilhaft wird bei der ersten Inbetriebnahme der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 ein Testlauf durchgeführt, um die Ansteuerbarkeit und Funktionsfähigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu prüfen und um Grenzwerte in der Überwachungseinheit 76 beispielsweise in Bezug auf Lichtintensität zu programmieren.
Die Überwachungseinheit 76 kontrolliert sowohl die Funktionsfähigkeit der lichtemittierenden Leuchtdioden 8 als auch die Funktionsfähigkeit der Regelungseinheit 74 und steht mit diesen Bauteilen in ständiger Verbindung. Zudem steht die Überwachungseinheit 76 in dauerhaftem Kontakt mit Steuereinrichtung 72. Vorteilhaft weist die Überwachungseinheit 76 eine Verarbeitungs- und Speichereinrichtung auf, mittels welcher beispielsweise Schwankungen in der Lichtintensität erfasst, verarbeitet und in einem Fehlerprotokoll gespeichert werden. Denkbar ist, dass dieses Fehlerprotokoll mehrmals täglich in festlegbaren Zeitintervallen an die Steuereinrichtung 72 übermittelt wird.
In 15 ist eine beispielhafte Außenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zur Veranschaulichung gezeigt. Gleiche Bezugszeichen wie in den oben genannten 14 werden nicht erneut erwähnt. in diesem Ausführungsbeispiel entfällt der zuvor beschriebene Vorrichtungssockel 16, da die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 selbst ein bevorzugt genormtes Außengewinde 66 aufweist mittels welchem die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in genormte Lampenfassungen (nicht gezeigt) eindrehbar ist, wodurch eine leitfähige Verbindung über ein kontaktartiges Element 90 bedingt wird
16a zeigt ein schematisches Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1. In diesem Ausführungsbeispiel sind Steuereinrichtung 72 und Regelungseinheit 74 schematisch in einer Steuer-Regeleinheit 96 zusammengefasst. Eine Spannungsquelle 94, welche beispielsweise als Netzteil ausgebildet ist, weist bevorzugt einen universellen Spannungseingang auf, welcher Wechselspannung ich Gleichspannung und/oder Gleichspannung in Gleichspannung umsetzt. Vorteilhaft liegt die von der Spannungsquelle 94 abgehende Spannung im Bereich von 1.0 bis 6.0 V Gleichspannung bei einem Wirkungsgrad von ≥ 80%. Ferner weist die Spannungsquelle einen Verpolungsschutz auf. Werden beim Anschließen Pluspol und Minuspol miteinander vertauscht, so wird bei Inbetriebnahme der Spannungsquelle 94 ein Signal an die Überwachungseinheit 76 übertragen, dort verarbeitet und eine Schutzabschaltung der Spannungsquelle 94 bedingt. So wird die erfindungsgemäße Vorrichtung vor Defekten und Schäden geschützt.
Die Leistung der Steuer-Regeleinheit 96 ist vorteilhaft regulierbar vorgesehen. Die Leistungsregulierung erfolgt beispielsweise über mindestens ein schalterartiges Element 98, welches bevorzugt als Dual in-line package (DIP) Schalter ausgebildet ist und mit der Steuerplatine 26 der erfindungsgemäßen Vorrichtung in elektrisch leitfähiger Verbindung steht. Die Leistung ist bevorzugt in einem Bereich von 0.5 W bis 16 W, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 W bis 14 W, stufenlos regulierbar. Ferner ist jedoch auch denkbar, die Leistung in vorbestimmbaren Intervallen veränderbar vorzusehen, beispielsweise in 2 W-Schritten.
Darüber hinaus ist denkbar, dass die Leistungsregulierung der Steuer-Regeleinheit 96 über eine zu der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beabstandet angeordnete Einrichtung, wie beispielsweise über eine Leitstelle 92, erfolgt. Die Leistungsregulierung kann hierbei automatisch oder auch manuell stufenlos oder in vorbestimmbaren Intervallen erfolgen. Vorteilhaft erfolgt diese Art der Leistungsregulierung binär codiert über wenigstens einen, bevorzugt über drei, Spannungseingänge der Steuer-Regeleinheit 96, welche voneinander beispielsweise durch eine galvanische Trennung 102 getrennt vorliegen. Über einen weiteren Spannungseingang erfolgt die Taktung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 beispielsweise über die Leitstelle 92, einer GPS Synchronisation oder auch einer gegenüber der erfindungsgemäßen Vorrichtung übergeordneten Steuerung. Erfolgt das Anlegen einer Dauerspannung, so emittiert die Leuchtdiode 8 der erfindungsgemäßen Vorrichtung dauerhaft Lichtstrahlung. Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 wird somit im Festfeuerbetrieb betrieben. Wird hingegen die angelegte Spannung unterbrochen, so emittiert auch die Leuchtdiode 8 zu diesem Zeitpunkt kein Licht. Durch die vorbestimmbare Taktfrequenz erfolgt besonders bei Richtfeuern die nautische Kennung, welche auch in Seekarten verzeichnet ist. Vorteilhaft ist dieser Spannungseingang ebenfalls durch eine galvanische Trennung 102 isoliert.
Über ein Taktelement 104, welches bevorzugt als Oszillator ausgebildet ist, erfolgt die Taktung der Steuer-Regeleinheit 96, wobei die bevorzugte Frequenz im MHz-Bereich liegt.
Die Steuer-Regeleinheit 96 ist bevorzugt als Mikrocontroller ausgebildet, welcher bevorzugt zyklisch im Millisekundenbereich mit dem Sensorelement 28 zumindest teilweise in Verbindung steht. Die Steuer-Regeleinheit 96 erfasst und verarbeitet die Daten des Sensorelements 28 derart, dass beispielsweise bei einer Abnahme der detektierten Lichtstärke auf unter 70% des Ausgangswertes ein Fehler detektiert und über den Fehlerausgang 106 beispielsweise als Betriebsmeldung, Störmeldung oder Alarm an die Leiststelle 92 übertragen wird. Ferner werden Fehler detektiert, sofern sich das Farbspektrum des emittierten Lichtes ändert. Mittels der Steuer-Regeleinheit 96 wird vorteilhaft eine Pulsweitenmodulation erzeugt mittels welcher die Leuchtdiode 8 bevorzugt stufenlos zwischen 0% und 100% dimmbar ist.
Ferner wird mittels der Steuer-Regeleinheit 96 die Empfindlichkeit des Sensorelements 28 geregelt.
Durch ein Justierelement 108 werden herstellungsbedingte Schwankungen in der emittierten Lichtstärke der verwendeten Leuchtdioden 8 ausgeglichen. Vorteilhaft ist das Justierelement 108 als Justier-Potentiometer ausgebildet, mittels welchem die Leuchtdiode 8 bei 100%, also bei voller Leistung, auf eine durch den Benutzer definierbare Lichtstärke einstellbar ist. Dies ermöglicht, dass Leuchtdioden 8 unterschiedlicher Hersteller in der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzt werden können.
Die Steuer-Regeleinheit 96 ist bevorzugt über eine Leuchtdiodentreiberstufe 110 mit der Leuchtdiode 8 zumindest teilweise verbunden, wobei die Leuchtdiodentreiberstufe den Strom zum Betreiben der Leuchtdiode 8 im Bereich von 20 0 mA bis 3,0 A liefert.
Mittels einer Programmierschnittstelle 112 erfolgt die Programmierung der Steuer-Regeleinheit 96 beispielsweise durch Datenübertragung mittels beabstandet angeordneten Computer. Darüber hinaus ist denkbar über die Programmierschnittstelle Diagnoseprotokolle der einzelnen Einheiten oder auch der gesamten erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zu übertragen, beispielsweise über die Lichtstärke der Leuchtdiode 8.
Wird die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 bei sicherheitskritischen Systemen verwendet, bei welchen eine zusätzliche Fehlerüberwachung notwendig ist, wird zu dem in 16a dargestellten Hauptsystems 116 ein Hilfssystem 114 geschalten, welches in 16b als schematisches Blockschaltbild dargestellt ist. Das Hilfssystem 114 verfügt wie das Hauptsystem 116 über eine eigene Spannungsquelle 94, eine eigene Steuer-Regeleinheit 96, eine eigenes Sensorelement 28 sowie die bereits oben beschriebene Peripherie. Eine übergeordnete Steuerung (nicht gezeigt) erfasst den Fehlerausgang 106 des Hauptsystems 1161 und den Fehlerausgang 106 des Hilfssystems 114 und führt entweder eine Konjunktion des Fehlers aus, d. h. nur wenn beide Systeme 114 und 116 am Fehlerausgang 106 den gleichen Fehler zeigen, wird auch eine Fehlermeldung ausgegeben, oder eine Disjunktion des Fehlers aus, d. h. dass sobald eine der beiden Überwachungseinheiten 76 einen Fehler detektiert, wird dieser auch ausgegeben.
Die Anmelderin behält sich vor sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale als erfindungswesentlich zu beanspruchen, sofern sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: Vorrichtung
2: Temperiereinrichtung
4: vertikale Vorderseite
6: Träger
8: Leuchtdiode
10: horizontale Vertiefungen
12: erstes blendenartiges Element
14, 15: vertikale Vertiefungen
16: Vorrichtungssockel
16a: erste Sockelabschnitt
16b: zweiter Sockelabschnitt
16c: dritter Sockelabschnitt
18: Unterseite
19: Rückseite
20: Aussparung
22: Lamelle
24: weitere horizontale Vertiefung
26: plattenartiges Element
28: Sensorelement
30: Halterung
31: freies Ende der Halterung
32: Blendenaussparung
34: Innenseite
38: Verschraubung
40: Stift
44: Erhebung
46: Nut
50: vertikale Seitenfläche
52: Gehäuse
54: weiteres blendenartiges Element
56: Fokussiereinheit
58: Streuscheibe
60: Verschlussmittel
62: Lichtintensitätskurve ohne Streuscheibe
64: Lichtintensitätskurve mit Streuscheibe
66: Außengewinde
68: Lampenhalteeinrichtung
70: Verbindungselement
72: Steuereinrichtung
74: Regelungseinheit
76: Überwachungseinheit
78: elektrische Schnittstelle
80: weitere Nut
82: weiterer Vorsprung
84: weitere Erhebung
86: weitere Vertiefung
88: Leitelement
90: kontaktartiges Element
92: Leitstelle
94: Spannungsquelle
96: Steuer-Regeleinheit
98: schalterartiges Element
102: galvanische Trennung
104: Taktelement
106: Fehlerausgang
108: Justierelement
110: Treiberstufe
112: Programmierschnittstelle
114: Hilfssystem
116: Hauptsystem
K: Krümmung
P: Schnittweitenabstand
R: Bewegungsrichtung

Claims

Austauschbare Vorrichtung (1) zur Erzeugung von Licht in Leit- und/oder Richtfeuern und/oder Lichtsignalanlagen, insbesondere im Schifffahrts- und/oder im Flug- und/oder im Bahnwesen, umfassend eine Temperiereinrichtung (2) zur Wärmeregulation von mindestens einer an der Temperiereinrichtung (2) angeordneten Leuchtdiode (8) zur Aussendung von Lichtstrahlung, eine Regelungseinheit (74) zur Regelung einer Lichtintensität und einer Lichtfarbe der Leuchtdiode (8), eine Überwachungseinheit (76) zur Funktionskontrolle der Leuchtdiode (8) und der Regelungseinheit (74), mindestens ein Sensorelement (28) zur Ermittlung der Lichtfarbe und Lichtstärke der von der Leuchtdiode (8) emittierten Strahlung, eine mechanische Schnittstelle mittels welcher die Vorrichtung (1) an einem Vorrichtungssockel (16) lösbar anordbar ist und eine elektrische Schnittstelle (78) zum Ansteuern der Regelungseinheit (74) und der Überwachungseinheit (76) über eine Steuereinrichtung (72).
Austauschbare Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtdioden (8) angeordnet sind, bevorzugt mit zueinander verschiedenen Wellenlängen des emittierten Lichts.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperiereinrichtung (2) zumindest teilweise lamellenartig ausgebildet ist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bevorzugt mehrere Leuchtdioden (8) auf einem Träger (6) angeordnet sind, welcher in leitfähiger Verbindung mit der Temperiereinrichtung (2) steht.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (6) zumindest teilweise von einem blendenartigen Element (12) abgedeckt ist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Schnittstelle (78) als Steckverbindung ausgebildet ist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (72) wenigstens ein lösbares Verbindungselement (70) zur Vorrichtung (1) zur Steuersignalübertragung aufweist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (76) ein Zählelement aufweist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie justagefrei ersetzbar ist.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Austausch der Vorrichtung (1) manuell, bevorzugt einhändig, erfolgt.
Austauschbare Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stromversorgung autark ausgebildet ist.