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Die Erfindung betrifft einen Signalgeber zur Abgabe eines Lichtsignals für den Straßen- oder Schienenverkehr nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Zur Verkehrssteuerung an Verkehrswegen ist der Einsatz von Lichtsignalanlagen bekannt, die Signalgeber zur Abgabe von Lichtsignalen aufweisen. Neben der Steuerung des Schienenverkehrs dienen Lichtsignalanlagen vor allem zur Steuerung des Straßenverkehrs an innerstädtischen Knotenpunkten. Hier werden Signalgeber in drei vertikal aneinandergereihten Feldern angeordnet und auf die herannahenden Verkehrsteilnehmer ausgerichtet an Masten aufgehängt. Solche dreifeldige Signalgeber geben nach einem in einem Steuergerät ablaufenden Signalplan abwechselnd Freigabe- und Sperrsignale an den Fahrzeugverkehr ab.
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Ein derartiger Signalgeber umfasst ein topfförmiges Innengehäuse aus Kunststoff mit einer Frontöffnung. In dem Innengehäuse sind eine Lichtquelle mit wenigstens einer Leuchtdiode und eine Treiberbaugruppe zur Energieversorgung der Lichtquelle angeordnet. Die Frontöffnung wird durch einen Optikaufsatz zur Beeinflussung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes verschlossen. Signalgeber für die Straßenverkehrstechnik haben bestimmte Normen bezüglich elektrischer Werte, zum Beispiel Betriebsspannung und Leistungsaufnahme gemäß DIN VDE 0832, und bezüglich der optischen Werte, z. B. Lichtstärkeverteilung, Abstrahlcharakteristik und Leuchtdichte gemäß EN 12368 beziehungsweise DIN 67527-1, zu erfüllen. Insbesondere sind dabei Maßnahmen zu ergreifen, die Phantomlicht unterdrücken. Unter Phantomlichteffekt versteht man ein unplanmäßiges Aufleuchten des Lichtzeichens, was durch Reflexionen von einfallendem Fremdlicht der tief stehenden Sonne oder von Fahrzeugscheinwerfern hervorgerufen werden kann. Dies kann zu sicherheitskritischen Situationen im Verkehrsablauf führen.
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Eine Vorrichtung zur Verringerung der Fremdlichtreflexion in Lichtsignalgebern ist aus der Offenlegungsschrift
DE 31 15 510 A1 bekannt, und ist in Form eines im Inneren des Signalgebergehäuses zwischen Reflektor und Streulinse befestigbaren Lamellengitters ausgebildet, welches das Fremdlicht ausblendet. Zur Halterung der Lamellen ist ein flexibler Haltering mit beiderseitigen Schlitzen zur Steckbefestigung der einzelnen Lamellen vorgesehen, welcher an seinem Umfang zumindest zwei hakenförmig nach außen gerichtete Halteorgane aufweist.
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Die Patentschrift
DE 199 30 584 C1 offenbart eine optische Signalgebereinrichtung mit einer Mehrzahl von Leuchtelementen, die auf einer Grundplatte angeordnet sind. Ein Kondensor ist in einem festgelegten Abstand von den Leuchtelementen auf einer optischen Achse angeordnet, um das von den Leuchtelementen abgestrahlte Licht ins Unendliche zu projizieren. In einer für Straßenverkehrsampeln verwendeten Ausführungsform sendet die optische Signalgebereinrichtung kein Licht in Richtung schräg nach oben, so dass auch umgekehrt von schräg oben einfallendes Sonnenlicht nicht auf die Leuchtelemente auftreffen und so kein Phantomlicht erzeugen kann. Um auch bei allen anderen denkbaren Ausführungsformen das Auftreten von Phantomlichtreflexen zu vermeiden, kann die Grundplatte außerhalb der Leuchtelemente schwarz eingefärbt sein.
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Aus der DE-Produktschrift „Signalgeber für den Straßenverkehr“, herausgegeben 2008 von der Siemens AG unter der Bestell-Nr. A24705-X-A532-*-04, ist der LED-Signalgeber SILUX bekannt, bei dem der Phantomlichteffekt durch den Einsatz von farblosen Streuscheiben unterdrückt wird. Reflexionen von Fremdlicht erscheinen in Weiß und sind klar vom farbigen Signallicht zu unterscheiden.
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Die Offenlegungsschrift
DE 10 2011 080 047 A1 zeigt ein Lichtsignal mit einer LED-Lichtquelle und einer Lichtaustrittsöffnung. Um die Entstehung von Phantomlicht zu reduzieren und die Anpassbarkeit an Umgebungslichtverhältnisse zu verbessern, ist in der Lichtaustrittsöffnung eine elektronisch steuerbare Verschlussblende angeordnet.
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Die bekannten Maßnahmen zur Phantomlichtunterdrückung bedingen zusätzliche Bauteile, deren Anschaffung und Integration in den Signalgeber Kosten verursachen. Außerdem geht ihr Einsatz mit dem Nachteil einher, dass diese Bauteile die Abfuhr von in der Treiberbaugruppe erzeugter Wärme beeinträchtigen. Dies macht den Einsatz teurerer Treiberbaugruppen mit höheren Betriebstemperaturen erforderlich oder es wirkt sich abträglich auf die Lebensdauer von Treiberbaugruppen mit niedrigeren Betriebstemperaturen aus.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Signalgeber der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem Phantomlicht unterdrückt wird, ohne dass die Wärmeabfuhr aus dem Signalgeber beeinträchtigt wird.
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Die Aufgabe wird gelöst durch einen gattungsgemäßen Signalgeber mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. Demnach umfasst ein Signalgeber zur Abgabe eines Lichtsignals für den Straßen- oder Schienenverkehr ein topfförmiges Innengehäuse mit einer vertikal ausrichtbaren Bodenwand, mit einer dieser gegenüberliegenden Frontöffnung und mit der Bodenwand mit der Frontöffnung randseitig verbindenden Seitenwänden. Der Signalgeber umfasst ferner wenigstens eine auf einer Trägerplatte befestigte und auf der Bodenwand mittig angeordnete Leuchtdiode als Lichtquelle. Außerdem umfasst der Signalgeber einen die Frontöffnung verschließenden Optikaufsatz zur Beeinflussung des von der wenigstens einen Leuchtdiode emittierten Lichtes. Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Leuchtdiode an einem unteren Randbereich der Trägerplatte befestigt, wobei die Trägerplatte sich von ihrem unteren Randbereich aus nach oben erstreckt. Der Erfindungskern liegt in der Erkenntnis, dass für die Entstehung von Phantomlicht das von dem Bereich der Bodenwand reflektierte Fremdlicht ist, der unterhalb der wenigstens einen Leuchtdiode liegt. Unterhalb der Leuchtdioden liegend bezieht sich in diesem Zusammenhang auf die im Betrieb des erfindungsgemäßen Signalgebers vertikal ausgerichtete Bodenwand, so dass die mittige Position der Leuchtdioden die Bodenwand beziehungsweise das Innengehäuse in einen sich oberhalb und einen sich unterhalb der Leuchtdioden erstreckenden Bereich unterteilt. Durch die randseitige Befestigung der Leuchtdioden auf der Trägerplatte kann diese, bei bezüglich der Bodenwand mittiger Anordnung der Leuchtdioden, im oberen Bereich der Bodenwand angeordnet werden. Dadurch erstreckt sich die Trägerplatte, die aufgrund ihrer glatten Oberfläche trotz Einsatz von dunklem Lötstopplack noch recht gut Licht reflektiert, außerhalb des für Phantomlicht maßgeblichen Bereichs. Hierdurch kann Phantomlicht ohne Verwendung von Antiphantomeinsätzen im Optikaufsatz unterdrückt werden. Nicht nur dass hierdurch Kosten für Antiphantomeinsätze eingespart werden, durch deren Verzicht kann Wärme aus dem Innengehäuse auch besser durch den Optikaufsatz abgeführt werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalgebers ist die Trägerplatte parallel und beabstandet zur Bodenwand angeordnet. Durch die versetzte Anordnung der Trägerplatte zur reflektierenden Bodenwand befindet sich die Bodenwand in einem größeren Abstand vom Optikaufsatz als die Leuchtdioden, deren geringerer Abstand zum Optikaufsatz auf die Brennweite der Fresnellinse des Optikaufsatzes abgestimmt ist. Indem der Abstand der Bodenwand zur Fresnellinse größer als deren Brennweite gewählt ist, wird die Entstehung von Phantomlicht zusätzlich weiter unterdrückt.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst der erfindungsgemäße Signalgeber ein das Innengehäuse wenigstens teilweise innenseitig auskleidendes Kühlblech, welches im Bereich der Bodenwand unterhalb der Trägerplatte einen Ausschnitt aufweist. Durch den Ausschnitt des Kühlblechs im für die Entstehung von Phantomlicht maßgeblichen Bereich der Bodenwand kann hier auch die glatte, metallische Oberfläche des Kühlbleches nicht reflektieren und zum Phantomlicht beitragen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalgebers weist das Innengehäuse innenseitig im Bereich der Bodenwand unterhalb der Trägerplatte eine Oberflächenstruktur auf, die einfallendes Licht diffus reflektiert. Eine Licht diffus reflektierende Oberflächenstruktur kann etwa durch eine Riffelung, die beispielsweise als dreiecksprimaförmige Rippen oder pyramidenstumpfförmige Noppen ausgebildet sein kann, oder durch eine Aufrauhung der Bodenwand hergestellt werden. Durch die unregelmäßige Reflexion von Fremdlicht an dieser Oberflächenstruktur in unterschiedliche Richtungen wird der Anteil an Phantomlicht noch weiter unterdrückt.
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In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung umfasst der Signalgeber ein das Innengehäuse wenigstens teilweise innen auskleidendes Kühlblech, welches im Bereich der Bodenwand unterhalb der Trägerplatte eine Oberflächenstruktur aufweist, die einfallendes Licht diffus reflektiert. In diesem Fall weist das Kühlblech keinen Ausschnitt auf, sondern weist selbst die oben beschriebene Oberflächenstruktur auf, um Phantomlicht durch unregelmäßige Reflexion von Fremdlicht zu unterdrücken.
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Weitere Eigenschaften und Vorteile des erfindungsgemäßen Signalgebers ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen, in deren
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1 erfindungsgemäße Signalgeber in einer Anordnung von drei Feldern und
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2 eine Frontansicht eines erfindungsgemäßen Signalgebers ohne Optikaufsatz
schematisch veranschaulicht sind.
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Erfindungsgemäße Signalgeber 1 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel gemäß 1 in drei sogenannten Feldern oder Begriffen übereinander angeordnet. Jeder Signalgeber 1 umfasst ein Außengehäuse 2, das frontseitig von einer Gehäusetür 3 verschließbar ist. Die Gehäusetür 3 ist über nicht dargestellte, seitlich angeordnete Schwenklager am Außengehäuse 2 angelenkt. Die Gehäusetür 3 umfasst mit Verweis auf 2 eine topf- oder wannenförmige Vertiefung, die ein in das Außengehäuse 2 ragendes Innengehäuse 4 mit einer Frontöffnung 5 bildet. Gehäusetür 3 mit Schwenklagern und Innengehäuse 4 können als einstückiges Kunststoffspritzteil aus Polykarbonat ausgebildet sein. Die Frontöffnung 5 ist durch einen Optikaufsatz 6 zur Beeinflussung des von einer im Innengehäuse 4 angeordneten Lichtquelle emittierten Lichtes dicht verschlossen, der – hier nicht dargestellt – eine innere Fresnellinse, eine äußere Streulinse und gegebenenfalls eine dazwischen liegende Symbolmaske aufweist. Oberhalb der Frontöffnung 5 schirmt eine Schute 7 den Optikaufsatz 6 ab.
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Gemäß 2 umfasst das Innengehäuse 4 eine im Betriebszustand des Signalgebers 1 vertikal ausgerichtete Bodenwand 8, die sich parallel zur Zeichenebene von 2, aber um eine Gehäusetiefe nach hinten versetzt, erstreckt. Gegenüber der Bodenwand 8, in der Zeichenebene von 2 liegend, ist die Frontöffnung 5 angeordnet, die von einem Aufnahmering 9 für den in 2 nicht dargestellten Optikaufsatz 6 eingefasst ist. Die Bodenwand 8 weist eine quadratische Form mit abgeschnittenen Ecken auf. Von den Kanten der Bodenwand 8 erstrecken sich aneinander stoßende Seitenwände 10 schräg bis hin zum Aufnahmering 9. Bodenwand 8 und Seitenwände 10 sind innenseitig wenigstens teilweise durch ein Kühlblech 11 ausgekleidet, welches im Betrieb des Signalgebers 1 durch eine Treiberbaugruppe 12 erzeugte Wärme aufnimmt und über das Innengehäuse 4 an die Umgebungsluft abführt. Die Treiberbaugruppe 12 dient der Energieversorgung von wenigstens einer, vorzugsweise drei Leuchtdioden 13, die als Lichtquelle auf einer Trägerplatte 14 befestigt sind. Erfindungsgemäß sind die Leuchtdioden 13 an einem unteren Randbereich 15 der im dargestellten Ausführungsbeispiel rechteckigen Trägerplatte 14 befestigt. Hierdurch ist es möglich, die Trägerplatte 14 derart in einem oberen Bereich auf der Bodenwand 8 zu befestigen, dass die Leuchtdioden 13 bezüglich der Bodenwand 8 mittig angeordnet sind und die Trägerplatte 14 sich gleichzeitig von ihrem unteren Randbereich 15 aus nach oben erstreckt. Das Kühlblech 11 weist im Bereich der Bodenwand 8 unterhalb der Trägerplatte 14 einen Ausschnitt 16 auf. Außerdem weist das Innengehäuse 4 innenseitig im Bereich der Bodenwand 8 unterhalb der Trägerplatte 14 eine Oberflächenstruktur 17 auf, die einfallendes Licht diffus reflektiert. Die Oberflächenstruktur 17 ist beispielsweise durch eine Riffelung der Bodenwand 8 ausgeführt. Da erfindungsgemäß erkannt worden ist, dass Phantomlicht maßgeblich durch von dem Bereich der Bodenwand 8 unterhalb der Leuchtdioden 13 reflektiertes Fremdlicht entsteht, wird durch einen erfindungsgemäßen Signalgeber 1 Phantomlicht effektiv unterdrückt. Im maßgeblichen Bereich wurde nicht nur die Anordnung von stark Licht reflektierenden Oberflächen, wie die der Trägerplatte 14 und des Kühlblechs 11, vermieden, sondern darüber hinaus eine Oberflächenstruktur 17 vorgesehen, die einfallendes Fremdlicht diffus reflektiert, so dass nur ein sehr geringer Anteil als Phantomlicht reflektiert wird. Zur weiteren Unterdrückung von Phantomlicht trägt bei, dass die Trägerplatte 14 parallel und beabstandet zur Bodenwand 8 angeordnet ist. Dadurch liegt die Oberflächenstruktur 17 der Bodenwand 8 nicht in der durch die Leuchtdioden 13 definierten Brennebene der Fresnellinse des Optikaufsatzes 6, wodurch nur ein geringer Teil des diffus reflektierten Fremdlichts die Fresnellinse parallel zu ihrer optischen Achse verlässt. Alternativ kann das Kühlblech 11 anstelle des Ausschnitts 17 durchgehend ausgebildet sein und selbst die Oberflächenstruktur 17 aufweisen, die einfallendes Licht diffus reflektiert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3115510 A1 [0004]
- DE 19930584 C1 [0005]
- DE 102011080047 A1 [0007]
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- DIN VDE 0832 [0003]
- EN 12368 [0003]
- DIN 67527-1 [0003]
