DE1089672B - Blinkfeuer - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Oft besitzen Blinkfeuer, die zur Kennzeichnung von Hindernissen, wie z. B. von Flugzeugen, Radio- und Fernseh-Sendetürmen, verwendet werden, pulsierende Lichtquellen. Bei Verwendung pulsierender Lichtquellen ist das Aufblitzen des Warnsignals wegen der verzögerten Abkühlung des Glühfadens der verhältnismäßig trägen elektrischen Lampen nicht deutlich sichtbar. Das Signal wirkt so, als ob es von einer gleichmäßig brennenden Punktlichtquelle stammen würde, die der Pilot nur schwer anpeilen kann. Zur Verdeutlichung der Signale wäre es unvorteilhaft, die Frequenz der Blitze herabzusetzen, da die Sichtzeit, die dem Piloten zur Verfügung steht, um das Signal auszumachen und zu erkennen, nur wenige Sekunden beträgt. Außerdem ist ein derartiges pulsierendes Blinkfeuer teuer in der Anschaffung und in der Erhaltung wegen der vielen hinzukommenden Zusatzeinrichtungen, die zum Betrieb erforderlich sind. Der Unterhalt ist besonders kostspielig, wenn das Feuer als Baueinheit ausgeführt wird, da dann die Zusatzeinrichtungen notwendigerweise an unzugänglichen Stellen untergebracht werden müssen, wo das Feuer sehr schwer zu bedienen ist.

Bei einem anderen bekannten Hindernisfeuer werden Blinksignale durch einen um eine gleichmäßig brennende Lichtquelle rotierenden Reflektor erzeugt. Der Reflektor ist mit einer schräg stehenden, mit diesem rotierenden, zylindrischen Fresnel-Linse verbunden, in die Bullaugenlinsen eingebaut sind. Hierdurch werden Lichtstrahlen in zwei Ebenen ausgesandt, wobei ein Lichtbündel mit etwa kreisförmigem Querschnitt erzeugt wird, das für den Beobachter lediglich als sehr kurz aufblitzendes Feuer sichtbar ist.

Die Erfindung bringt eine vorteilhafte Verbesserung an einem Blinkfeuer, bei dem eine Lichtquelle mit mindestens einem auf einer konzentrischen Kreisbahn bewegten Reflektor innerhalb einer zylindrischen Fresnel-Linse wasserdicht angeordnet ist, insbesondere zur Hindernisbefeuerung. Gemäß der Erfindung besitzt der Reflektor einen parasphärischen Spiegel mit kreisförmigem Querschnitt in der Vertikalen und parabolischem Querschnitt in der horizontalen Ebene, wobei die Lichtquelle annähernd in dem gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist. Auf diese Weise wird ein rechteckförmiges Lichtsignal mit einem Mittelteil von hoher Lichtintensität und großer Reichweite erzeugt. Die Wirksamkeit eines derartigen Feuers ist gegenüber einem von Blitzlampen ausgestrahlten Feuer wesentlich erhöht. Durch die Verwendung eines Reflektors nach der Erfindung wird eine gleichmäßig ausgeleuchtete, flächenhafte Lichtbahn erzeugt, die zwei Arten der Strahlen in einer einzigen Lichtbahn vereinigt. Auf diese Weise wird eine Steigerung der

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dr.-Ing. P. Ohrt, Patentanwalt,
Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Beanspruchte Priorität;
V. St. v. Amerika vom 16. Dezember 1957

Willis A. Pennow, Cleveland, Ohio (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

Lichtintensität auch gegenüber den mit Bullaugenlinsen versehenen Blinkfeuern erzielt. Das erfindungsgemäße Blinkfeuer ist daher für die Flugnavigation, insbesondere für die Hindernisbefeuerung, sehr gut geeignet, da es gut erkennbar ist. Da äußere rotierende Teile vermieden sind, wird das Feuer von Wind, Schnee usw. nicht beeinflußt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt; es zeigt

Fig. 1 ein Blinkfeuer im Aufriß und teilweise im Schnitt,

Fig. 2 einen Horizontalschnitt durch den in Fig. 1 gezeigten Gegenstand entlang der Linie I-I,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Reflektor der Fig. 1 und

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel, bei dem das Blinkfeuer mit einem glockenförmigen Gehäuse versehen ist.

Bei dem Blinkfeuer ist innerhalb eines wasserdichten Gehäuses eine Lichtquelle 18 angeordnet. Das Gehäuse besteht aus einem Gehäuseunterteil 10, auf dem eine Vorrichtung 12 zur Reflexion des Lichtes befestigt ist, und einem lichtdurchlässigen Gehäusemantel 19. Zwischen dem lichtdurchlässigen zylindrischen Gehäusemantel 19 und dem auf einer konzentrischen Kreisbahn bewegten Reflektor 60 ist eine zylindrische Fresnel-Linse 62 angeordnet. Der Gehäuseunterteil 10 ist aus einem topfförmigen Gußkörper aus vorzugsweise korrosionsfestem Metall gefertigt. In der Mitte innerhalb des Gehäuseunterteiles ist ein Rohrschaft 42 angeordnet (Fig. 1). Oben auf dem Rohrschaft 42 befindet sich ein Tragorgan 16, das

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durch Schrauben 17 befestigt ist, die in die Stirnseite des Rohrschaftes eingeschraubt sind. Das Tragorgan 16 hat einen angewinkelten Halter 15 mit einer Öffnung 13, in die ein Körper 44 mit einem Bolzen eingeschraubt ist. Der mit dem Bolzen versehene Körper 44 bildet den unteren Teil eines Lampensockels 46, in dem eine Lampe 18 angeordnet ist.

Der Gehäuseunterteil 10 ist an seiner öffnung mit einem Flansch 50 versehen, an dem ein zylindrischer, durchsichtiger Gehäusemantel 19 befestigt ist. Der lichtdurchlässige Gehäusemantel ist zweckmäßig zwischen dem Gehäuseunterteil 10 und einem Haltering 22 unter Zwischenschaltung von Ringdichtungen 20 angeordnet, wobei der Haltering 22 unter der Wirkung von an dem Gehäuseunterteil sitzenden Spannmitteln steht. Die Ringdichtungen 20 aus elastischem, wasserdichtem Material, wie z. B. Gummi, bewirken eine wetterfeste Abdichtung zwischen dem durchsichtigen Gehäusemantel 19, dem Gehäuseunterteil 10 und dem Haltering 22. Der Haltering 22 dient gleichzeitig als Träger für den Deckel 28. Am Haltering 22 sind Bolzen 24 befestigt, die durch Bohrungen 25 im Flansch 50 des Gehäuseunterteiles hindurchgesteckt sind. Als Spannmittel dienen Muttern 26.

Der Gehäusemantel 19 kann aus einem beliebigen durchsichtigen Material, insbesondere aus einem Material mit kleiner Absorption und kleinem Reflexionsfaktor, z. B. aus Glas, bestehen. Zweckmäßig ist der Haltering 22 auf der dem Gehäusemantel 19 abgewandten Seite unter Zwischenschaltung von Dichtungen von einem aufklappbaren Deckel 28 abgeschlossen. Dieser ist mit einem Drehzapfen 30 in einem nach oben und nach außen gebogenen Lappen 29, von denen einer am Deckel 28 und einer an dem Haltering 22 befestigt ist, gelagert. Der Deckel 28 besteht vorteilhaft aus einem Mittelring 32, der bei geschlossenem Deckel auf dem Haltering 22 aufliegt, einem nach oben gewölbten Deckelboden 36, der mit seinem Rand auf dem Mittelring 32 durch Bolzen 38 befestigt ist, und weiter einer Ringdichtung 34, die zwischen dem Deckelbodenrand und dem Mittelring 32 als wasserfeste Abdichtung befestigt ist. An dem Haltering 22 schwenkbar befestigte Verschlußglieder 40 sind lösbar mit dem Mittelring 32 verbunden, um die Abdeckung 28 auf dem Ring 22 festzuspannen. Die Verschlußeinrichtungen können aus einem Betätigungshebel 41 bestehen, dessen eines Ende in einem Zapfen 43 zwischen zwei Lappen 45 an dem Haltering 22 gelagert ist. Der Betätigungshebel 41 hat einen gebogenen, blattförmigen, federnden Klinkhebel 47, dessen eines Ende 51 zwischen aufgebogenen Teilen des Betätigungshebels gelagert ist und dessen anderes Ende einen hakenförmigen Teil 53 zum lösbaren Eingriff mit einem Vorsprung 55 an dem Mittelring 32 besitzt.

An der offenen Seite des Gehäuseunterteiles ist ein ringförmiger Linsen träger 48 angebracht. Dieser besitzt einen Kranz, der in das offene Ende des Gehäuseunterteiles eingepaßt ist, und einen Ansatz 61, mit dem er sich auf dem Flansch 50 abstützt. Der Linsenträger 48 ist nach einwärts senkrecht auf die Mitelachse des durchsichtigen Gehäusemantels 19 hin abgebogen und bildet so ein ringförmiges Auflager 49 für die Linse. Auf dem Auflager 49 liegt eine zylindrische Fresnel-Linse 62 aus Glas auf. Die Linse ist innerhalb des durchsichtigen Gehäusemantels 19 koaxial angeordnet. Ein Linsenhaltering 64, getrennt von den Linsen durch eine Ringdichtung 68, ist oben an den Linsen befestigt. Der Linsenhaltering 64 wird durch Bolzen 66, die von dem Linsenhaltering bis zum Linsenauflager reichen, gehalten. Die Linsen 62 können aus zwei gleichen Fresnel-Linsenteilen zusammengesetzt sein, die durch einen Z-förmigen Ring 70 voneinander getrennt sind, wobei Dichtungsmaterial 71 zwischen dem Z-förmigen Ring 70 und den Linsenteilen 72 eingelegt ist. Beim Zusammenfügen der Linsen 62 kommen die Linsenteile 72 mit konvexer Außenseite an den Z-förmigen Ring 71 im wesentlichen aneinander und gegenüber der Lichtquelle 18 zu liegen, um tatsächlich einen einzigen zentralen ringförmigen Abschnitt zu bilden. Die Prismen 65 und die Linsenabschnitte 72 sind in horizontalen Ebenen angeordnet und haben ringförmige Gestalt. Durch die Prismen 65 und die Linsenabschnitte 72 wird allgemein ein flacher Lichtstrahl in horizontaler Richtung erzielt. Zu diesem Zweck ändern sich die Prismenwinkel von dem konvexen Abschnitt 72 nach außen.

Das Linsenauflager 4 liegt an einem Absatz, an den sich an der Innenseite der Linsen 62 eine erhöhte Montagefläche 63 anschließt. Die Montagefläche trägt vorteilhaft Lagerzapfen 52 mit Rollen 39. Die Drehachse der Rollen ist im wesentlichen parallel zur Längsachse der im allgemeinen zylindrischen Lagerzapfen. Die Lagerzapfen 52 sind paarweise in bestimmten Abständen auf dem Innenumfang des Tragorgans 16 befestigt. Die Achsen der Lagerteile 52 eines jeden Paares schließen annähernd einen Winkel von 90° ein, wobei der obere und untere Lagerzapfen gegen die Montagefläche 63 um 45° geneigt ist. An der unteren Innenseite der Montagefläche 63 ist ein Motor 54 befestigt, der ein nicht dargestelltes Getriebe besitzt. Ringförmige Lagerflächen 57 an einem Tragorgan 58, die gegenseitig einen Winkel von etwa 90° einschließen, stehen in Verbindung mit den Rollen 39. Diese Rollen sind drehbar gelagert und halten den Tragring 58 für den Reflektor innerhalb des inneren Kreisumfanges des Linsenträgers 48. Der Tragring 58 hat im allgemeinen einen nach unten offenen U-förmigen Querschnitt, wobei der nach innen gekehrte Schenkel vergrößert ist, um eine tiefer gelegene Fläche 59 mit Zahnrädern 67 vorzusehen, die in das Getriebe 56 des Motors 54 eingreifen. Unmittelbar am Antriebsmotor 54 steht das Triebwerk 56 im Eingriff mit den Zähnen 67 der Fläche 59 an dem Tragring für den Reflektor, um den Tragring 58 mit dem Reflektor um die feststehende Konstantlichtquelle 18 zu drehen. Unter Konstantlichtquelle ist eine Lichtquelle zu verstehen, die ein für das Auge gleichbleibendes Licht aussendet.

Die Reflektoren 60 sind auf dem Tragring 58 befestigt. Sie werden, wie dies weiter oben beschrieben ist, um die Lichtquelle 18 mit dem Tragring 58 gedreht. Jeder der Reflektoren 60 ist als parasphärischer Spiegel mit kreisförmigem Querschnitt in der vertikalen und parabolischem Querschnitt in der horizontalen Ebene ausgebildet, wobei die Lichtquelle annähernd in dem gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist. Die Reflektoren 60 sind auf dem Tragring 58 in bestimmter Anordnung befestigt. Da jeder Reflektor 60 parabolische Form in der Horizontalen hat, reflektiert er das Licht, das von der Lichtquelle 18 kommt, in einem verhältnismäßig schmalen horizontalen Strahl mit hoher Intensität. Dieser Strahl geht durch die Linse hindurch, ohne daß er wesentlich beeinflußt wird. Dadurch, daß die Reflektoren eine kreisförmige Querschnittsform im Aufriß haben, reflektieren sie das von der Lichtquelle ausgehende Licht radial zu der Fresnel-Linse hin, von der das Licht zu einem im allgemeinen flachen horizontalen Strahl ge-

bündelt wird. Das reflektierte Licht, das von dem Reflektor kommt, hat daher die Form eines rechteckförmigen Strahles, der zu einem Teil zurückzuführen ist auf die Form des Reflektors und zum anderen Teil auf das Linsensystem. Der Reflektor 60, der um die Lichtquelle 18 rotiert, arbeitet als Lichtverstärker und wirkt gleichzeitig als Blende, wobei das direkte und das reflektierte Licht so gesteuert wird, daß es als Blinklicht erscheint. Der parabolischen Form des Reflektors 60 in der Horizontalen zufolge ergibt der Strahl des reflektierten Lichtes mit der direkten Lichtquelle ein Blinklicht, das dem Auge als Punktlichtquelle erscheint, deren Intensität mit der Drehung des Reflektors von der Dunkelheit bis zum Lichthöchstwert ansteigt und wieder bis zur Dunkelheit absinkt.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das optische System in sechs gleiche Sektoren aufgeteilt, von denen jeder zweite Sektor einen Reflektor 60 aufnimmt. Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt durch den Reflektor 60, der in dieser Ebene parabolische Form aufweist. In der Zeichenebene gesehen, geht das direkte Licht, das von der Quelle 18 ausgeht, als horizontaler Strahl ungehindert durch die Fresnel-Linse 62 gegenüber einem jeden Reflektor in einem Bogen von etwa 60° hindurch. Das Licht, das von der Quelle 18 in der entgegengesetzten Richtung ausstrahlt, trifft auf den Reflektor 60, wird in der Zeichenebene in zueinander parallelen Strahlen reflektiert und geht durch die Fresnel-Linse 62. Daher strahlt eine Fläche in der Zeichenebene in einem Bogen von etwa 60° ein gleichmäßiges Signal mit annähernd lediglich der Lampenlichtstärke aus, wobei die Fläche im Mittelteil, die vom Licht des Reflektors herrührt, eine viel höhere Lichtstärke hat.

Im Aufriß desselben Ausführungsbeispiels gesehen, bricht die Fresnel-Linse 62 alle Lichtstrahlen, die vom Brennpunkt der Lichtquelle 18 ausgehen und die ihre Innenfläche in im wesentlichen parallelen Strahl treffen. Im Aufriß hat der Reflektor 60 — wie dies in Fig. 1 dargestellt ist — eine sphärische Krümmung, 4-0 und die Linse 62 bricht das reflektierte Licht auf die gleiche Weise wie das direkte Licht.

Der gewünschte rotierende Lichtstrahl wird also für das Auge eine weite flache Rechteckform haben, deren obere und untere Begrenzung durch die Brechung der Lichtstrahlen festgelegt ist, die von der Quelle 18 ausgehen und die von der Spiegelfläche hinter der Lichtquelle reflektiert werden. Die vertikalen Seiten des Rechtecks werden bestimmt durch die Reflektoren, welche die unmittelbare Lichtquelle abdecken. In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden diese Seiten des Rechtecks durch die Seitenkanten der Reflektoren bestimmt, die auf dem Tragorgan 58 60° voneinander getrennt angeordnet sind. Der Mittelteil des rechteckförmigen und sich drehenden Strahles setzt sich aus dem direkten Licht der Lichtquelle 18 und dem ihm überlagerten Licht des rotierenden Reflektors 60 zusammen. Das reflektierte Licht des Reflektors 60 wird, da dieser parabolische Form in der Zeichenebene hat, im wesentlichen in parallelen Strahlen reflektiert, wobei sich ein verhältnismäßig schmaler Bogen ergibt. Das reflektierte Licht und das direkte Licht werden zusammengesetzt, um im rechteckförmigen Lichtstrahl einen Mittelteil mit hoher Lichtstärke zu erzeugen. Dabei wird der Mittelteil mit der hohen Lichtstärke an dem rechteckförmigen Strahl im wesentlichen in demselben Bogen projiziert, wie er durch den parabolischen Reflektor bestimmt ist.

Zur Bedienung des Blinkfeuers, z. B. Bloßlegung der Reflektoren und der Lichtquelle 18, kann der Deckel 28 aufgeklappt werden. Zweckmäßig sind die Fresnel-Linse 62, der Antriebsmotor 54 und der ringförmige Träger 58 mit dem Reflektor 60 als Baueinheit auf dem ringförmigen, die Linsen 62 abstützenden Träger 48 angeordnet, der in die Öffnung des Gehäuseunterteiles 10 eingesetzt ist (Fig. 1). Der Linsenträger 48 ist nicht fest mit dem Gehäuseunterteil 10 verbunden. Auf diese Weise können die Elemente zur Überholung leicht herausgenommen werden. Die Lichtquelle 18 ist getrennt in dem Lampensockel 46 befestigt und kann gesondert entfernt werden.

Fig. 4 zeigt eine andere Ausführungsform des Gehäusemantels 19. In dieser Figur ist dieser Gehäusemantel als Glocke 19' ausgebildet, die aus irgendeinem durchsichtigen Material, vorzugsweise aus Glas, gefertigt sein kann. Die Glocke ist mit dem offenen Ende in einem Gehäuseunterteil 72 durch einen vertieft angeordneten Haltering 74 befestigt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Blinkfeuer, bei dem eine Lichtquelle mit mindestens einem auf einer konzentrischen Kreisbahn bewegten Reflektor innerhalb einer zylindrischen Fresnel-Linse wasserdicht angeordnet ist, insbesondere zur Hindernisbefeuerung, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (60) einen parasphärischen Spiegel mit kreisförmigem Querschnitt in der Vertikalen und parabolischem Querschnitt in der horizontalen Ebene besitzt, wobei die Lichtquelle (18) annähernd in dem gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist.

2. Blinkfeuer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen die Fresnel-Linse (62) einschließenden lichtdurchlässigen zylindrischen Gehäusemantel (19), der zwischen einem Gehäuseunterteil (10) und einem Haltering (22) unter Zwischenschaltung von Ringdichtungen (20) angeordnet ist, wobei der Haltering (22) unter Zwischenschaltung von Dichtungen von einem aufklappbaren Deckel (28) abgeschlossen ist und unter Wirkung von an dem Gehäuseunterteil sitzenden Spannmitteln steht.

3. Blinkfeuer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (28) einen Mittelring (32), der im geschlossenen Zustand auf dem Haltering (22) aufliegt, einen nach oben gewölbten Deckelboden (36), der mit seinem Rand auf dem Mittelring (32) durch Bolzen (38) befestigt ist, und weiter einen Dichtring (34), der zwischen dem Deckel (36) und dem Mittelring (32) befestigt ist, besitzt.

4. Blinkfeuer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei feststehender Konstantlichtquelle (18) der Reflektor (60) an einem ringförmigen Träger (58) befestigt ist, der zwischen Rollenpaaren (39), deren Achsen einen Winkel von etwa 90° gegeneinander einschließen, drehbar gelagert ist, wobei der ringförmige Träger (58) in an sich bekannter Weise mit einem Motor (54) über ein Getriebe in Antriebsverbindung steht.

5. Blinkfeuer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fresnel-Linse (62), der Antriebsmotor (54) und der ringförmige Träger (58) mit dem Reflektor (60) als Baueinheit auf einem ringförmigen, die Linse (62) abstützenden Träger (48) angeordnet sind, der in die Öffnung des Gehäuserunterteiles (10) eingesetzt ist.

6. Blinkfeuer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das optische System in sechs gleiche

Sektoren aufgeteilt ist, von denen jeder zweite Sektor einen Reflektor (60) aufnimmt.

7. Blinkfeuer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine die Fresnel-Linse einschließende Glasglocke (19'), die mit dem offenen Ende in dem Ge-

häuseunterteil (72) durch einen vertieft angeordneten Haltering (74) befestigt ist (Fig. 4).

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 581 207.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen