DE1766835A1 - Mehrfarbige Signaleinrichtung - Google Patents
Mehrfarbige SignaleinrichtungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L5/00—Local operating mechanisms for points or track-mounted scotch-blocks; Visible or audible signals; Local operating mechanisms for visible or audible signals
- B61L5/12—Visible signals
- B61L5/18—Light signals; Mechanisms associated therewith, e.g. blinders
- B61L5/1809—Daylight signals
- B61L5/1827—Daylight signals using light sources of different colours and a common optical system
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Description
D-ft. I. M. MAAS
DR. W. G. PFEIFFER PATENTANWÄLTE
β MÖNCHEN"» UKGERERSTRASSE 25
54-032
Railroad Accessories Corporation
Minneapolis« Minnesota* V,SttA*
Sie Erfindung besteht in einen Eisenbahnsignal »it getrennten
lichtquellen für die verschiedenen farben* ι·Β·
rot» gelb und grün oder anderen Signalfarben» Sie Licht"
quellen sind entfernt von der äußeren laws* der Signaleinrichtung und tief in de« Metallgehäuse angeordnet®
eie vor sau t williger Seretörung su gehütsesu Κβ.ΐΏβ aio
jaecheniisch bewegende Einrichtung ist erferierli©^^ tsm
Signal von. einer tfarbe eu der mü@mm @m
Schaltimg wird elektrisch· über E@laie in tt
kreisen oewirtEt?? Aie ®iße 4er feFsgfeleienee
&1% l«ap©% Solo σ
und grünt wird durch faseroptische Bündel zusammengebracht·
so daß es durch eine einzige äußere Linse in einem ungewöhnlich
hellen konzentrierten Lichtbündel austritt. Ein Visierrohr ist vorgesehen, daο mit einer Justiervorrichtung genau
mit dem Signalbündel ausgerichtet werden kann7 um das Signal
genau aufdie Eisenbahnschienen ausrichten zu können·
Die Erfindung betrifft insbesondere Eisenbahnsignale, und ganz
allgemein Verkehrssignale oder Signale! die eine Anzeige in
verschiedenen farben bewirken.
Mehrfarbige Signale zum Steuern des Verkehrs werden sowohl
für die Schiene als auch für die Straße verwendet. Man ist übereingekommen» daß ein rotes Signal Anhalten, ein gelbes
Signal Voreicht und ein grünes Signal Freie fahrt bedeuten.
In bestimmten Fällen werden andere Farbent wie z.B. blau
oder weis für eine bestimmte Signalfun&tlon verwendet·
Beim Gebrauch dieser Signale treten eine Anzahl von Schwierigkeiten
auf» Insbesondere wenn sie als Eisenbahnsignale
benutet werden. Züge haben oft eine große Anzahl von Waggons, «lie mit großer Geschwindigkeit laufen und deshalb große Trägheitskräfte
entwickeln, die eehr schwierig schnell anzuhalten sind» wenn dies notwendig 1st. Um dem Zugführer die Notwendigkeit
des Anfiaitens oäer der Geschwindigkeitsverringe-
2fJ Q Q Π ß / η λ «Λ
BAD ORIGINAL
rung in maximaler Weise ansttseigen, ist es wesentlich, daö
die Eisenbahnsignal« äußerat hell und genau in JHLucht mit
der Schienenrichtung justiert sind* so daß sie von großen
Entfernungen aus gesehen werden können.
Dieses Problem wurde bereits durch das sogenannte "doublet"-»
System oder durch andere Systeme mit mehreren Linsen galöet,
bei denen getrennte Lichtquellen für getrennte farben verwendet werden· Die Lichtquellen werden mit elektrischen
Schalttechniken wahlweise erregt· Ohne BUBätilicheaJConatruk-
tionsaufwand müssen bei einer solchen Anordnung» jedoch
getrennte Linsen und getrennte optische Systeme für jede
Signalfarbe verwendet werden· Ein solcher Aufwand vergrößert
unnötig die Herstellungskosten dee Signale, hat räumliche
Interfβrren«Schwierigkeiten *ur Folge und erfordert eine
beträchtliche Aufmerksamkeit und einen beträchtlichen Aufwand
bei der Sinsteilung des Signals, so daß alle optischen Systerne
richtig mit der Eisenbahnschiene ausgefluchtet Bind,
um gleich gut in großen Abständen von der Schiene aus gesehen su werden* Außerdem dürfen solche doublet-Systeme keine M
Reflektoren verwenden, da ein Lichtstrahl von einer ?ahrseugbeleuohtung,
der Sonne oder eine andere Beleuchtung von außen in die Vorrichtung eindringen und auf dem entsprechenden
Weg nach unten «urückreflektiert werden kann, so daß
ein Scheinsignal dem Zugführer angezeigt wird, wodurch die-
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ser auf ein falsches Signal reagiert. Ba kein Reflektor
verwendet werden darf, ist ein nicht reflektierender Hintergrund hinter jedem Signal erforderlich, der die brauchbare
Lichteuabeute jeder Lampe etark verringert·
Bin weiterer Luaungsversuoh dee Problems eieht eine einsige
Lichtquelle und ein einsige8 Linsensystem vor« wobei *ur
Änderung der farbe dee Signale verschiedene farbfilter swieohen
der Lichtquelle und den Linsensystem durch mechanische
Binriohtungen eingebracht werden, die elektromagnetisch betätigt werden.
9er Hauptnachteil eines Systems dieser Art besteht darin, daß
genau mechanisch bearbeitete Teile und eine genaue Elnetellung
dieser felle erforderlich sind« da die sur Verfügung
stehenden elektromagnetischen Kräfte klein sind· Deshalb kann diese Torrichtung nicht in einer fertigung mit großen
foleransen hergestellt werden. Sie bewegenden feile des Byeteaa
klemmen leloht. Dieser lachteil wiegt besonders schwert
wenn man beachtet» dafl in praktischen fällen der Prä*ieionemeohanisotts
gewuhnlloh an einer für die Inspektion, Wartung
und Einstellung eehr unzugänglichen 6teile, B.B· auf der
Spltae eines hohen Signal—tee und an Orten, die dem Wetter und der mutwilligen Serstörung ausgesetzt sind, angeordnet
werden muß.
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Bei den Einrichtungen nach den Stande der Technik 1st ee
oftmals nötig, die gewünschte Parbanseige einsustellen»
indem vorher durch eine nicht gewünschte Parbanseige geschaltet
wird. In vielen Fällen gibt diese Übergangsanselge ein Signalt das su einer unnötigen und sogar unerwünschten Beaktion
des Zugfahrers eines sich nähernden Zugea führen
kann, wodurch die Gefahr der Beschädigung der Einrichtung und der Verletsung von Personal nicht ausgeschlossen iet.
Außerdem sind Einrichtungen dieser Art infolge der geringen
Herstellungstoleransen sehr kostspielig lu erBeugen.
Bin Vorschlag, um mehrere Lichtquellen alt einem einsigen optischen System su kombinleren und dadurch eine größere
Wirtschaftlichkeit su erreichen, wird in der USA-Patentschrift 2 $89 569 gemacht. Bei der in dieser Patentschrift beschrie»
benen Anordnung wird das Lioht von drei verschiedenen Lichtquellen
mittels eines lichtleitenden Materials kombiniert« so daß «8 in ein einsiges optisches System zusammengeführt
wird. Das lichtleitende Material, das in dieser Patentschrift vorgeschlagen wird, let üblicher Kunststoff, wie s.B. poly*
merislertes Hethylmethacrylat« das |p wohnlich unter dem Bandelenanen
Ludte, Plexiglas oder Perepex bekannt ist· Dieses
Material ist swar für verschieden· Lichtleitungen sehr geeignet,
wenn die Lichtintensität nioht schwer ins Gewicht fällt·
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- O —
Sa bat Jedooh einen sehr großen lachten, dor θβ tür den
erfindungagemäßen Zweei völlig ungeeignet macht. Insbesondere leitet das in der genannten USA-Paten!schrift vorgeschlagene
Material dag Lioht durch Innere Reflexion «it
eines Wirkungsgrad von etwa 50 i» pro Reflexion fort. Jtea
Lioht fällt sehr oft auf die Wandung des Kunetetoffrohree,
wobei bei jeder Reflexion des Liehtee etwa 50 + duroh die
Brechung an der Oberfläche des Kunstsioffmaterials verloren
geht und au» der Lichtleitung auetritt, während mir die
restlichen 50 $>
nach innen reflektiert werden und ihren Weg duroh den Lichtleiter fortsetzen. Wenn die gesamte Anzahl
der inneren Reflexionen, die in der Einrichtung der beeohriebenen
Art stattfindet, in Rechnung gesetzt v/ird, muß berück» eichtigt werden, daß diese 50 ^igen Verluste sich summieren?
Seehalb wird praktisch nur etwa 3 bis 10 1>
des gesamten Lichtes fortgeleitet· Aus diesem Grund haben praktische Yereuohe
gezeigt, daß das in der genannten USA-Patentschrift beschriebene System völlig ungeeignet für Sisenbahnaignale
let· Ss existiert auch kein Eisenbahnsignal, das nach diesem System arbeitet und Überhaupt wurde bisher kein brauchbares
Signal entwickelt, bei dem eine Vielzahl von getrennten Lichtquellen
auf ein einziges optisches System wirken.
Die aufeinanderfolgenden 50 ^i gen Fortleitungsverluste, die
dem System nach der genannten USA-Patentschrift anhaften, wür-
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den allein schon genügen, im diese»bekannte Einrichtung für
eine praktische Lösung der Eisenbahnsignalen «ugrundeliegenden
Probleme ausauachließen. Herüber hinaus hat die beschriebene
bekannte Einrichtung auch noch andere schwerwiegende Baabteile. Xtae Licht, das in die Verteilerleitungen
gelangt, steuernt nur aus eines sehr kleinen Raumwinkel der
Lampen und es ist aua der USA-Patentschrift kein Hinwels su entnehmen, wie der Idchtfluss der in den Lichtleiter eindringt, vergrößert werden könnte. Der gesamte IdchtfluÖ ist
bei der genannten» bekannten Anordnung so klein» daß sie für die Praxis niemals in frage käme.
Andere Schwierigkeiten der Anordnung nach dem Stande der Technik werden ebenfalls durch das erfindungsgem&Se Eisenbahnsignal beseitigt. In den letsten Jahren wurde rollendes
Material und auch andere Einrichtungen der Eisenbahn in immer- größerem umfang mutwillig eeretört. licht nur die fenster
der Eisenbahnwagen, sondern auch die äußeren optischen Seile Ton Eisenbahnwagen «lad Siele für von oben geschleuderten
Steinen und sogar in einigen fällen von Luftgewehren oder anderen Gewehren· Bei einer solchen mutwilligen Zerstörung
kann eine Lampe* die sich unmittelbar hinter der äuaeeren
Linse des Bieenbahnsignals befindet» von einem Qeeohoi,
das die Linse durchdringt» serschossen werden» eo daß das
Signal völlig außer Betrieb gesetzt wird· Dita kann für den
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Eisenbahnverkehr ernste Konsequensen haben· S3 hat sioh
deshalb als notwendig erwiesen, daß die Lichtquellen tief
in dem Schutsmetallgehäuse angeordnet werden können, so
daß sie außerhalb der Schußlinie liegen und nicht «erstört werden können· Das Signal kann dann in einem be at leant en
Umfang noch seine Funktion erfüllen» selbst wenn die äuseere
Linse gerstürt iet.
Die Erfindung bezweckt deshalb ein eisenbahnsignal mit hoher Lichtausbeute ohne Verwendung von mechanischen Teilen,
so daß die Signalfarben aueschließlich mit elektrischen Schalteinrichtungen geändert werden können· Dies soll weiter
ohne Verwendung getrennter optischer Systeme erfolgen· Bei einer Signalanlage nach der Erfindung sind mehrere getrennte
elektrisch geschaltete Lichtquellen mit den verschiedenen Tarben vorgesehen! die auf ein gemeinsames optisches
System wirken, ohne daß der Liohtflufi durch dieses System wesentlich beeinträchtigt wird.
Sie Erfindung be«weckt welter ein Eisenbahnsignal, in dessen
Gehäuse die Lichtquellen gegen mutwillige Serstörung weitgehend geachUtst sind. Das Eisenbahnsignal soll In bestimmtem Umfang nooh funktionstüchtig sein, auch wenn die
äußeren Bestandteile der Optik «erstört sind.
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Genäft die··? Srfindung let tin optisches Syst·» vorgesehen,
um das Licht von den einselnen Lichtquellen su einen geneinsaaen
optischen Auslad au leiten. Dieses optische Sy* •ten besteht aus optlsohen Liehtleitfaserbundeln« Optieohe
faserbündel bestehen aus einseifen lichtleitenden lasern, wobei jede faser in des Bündel einsein «it einen Ifcterlal
ttberaogen ist, das bewirktf daß die Wand· der einseinen
fasern das Lioht praktisch total reflektieren, wenn ee duroh
die laser geleitet wird· Auf diese Welse tritt kein Lichtverlust
infolg· einer partiellen Refraktion an ämr Oberflache auft wenn das Licht in das Innere der Faser surüokreflektiert
wird· Aufierden kann das StannfaserbUndel leicht
in eine Ylelsahl von einseinen faser aufgeteilt werden· ohne das die Bündel quer sur allgemeinen Laufrlohtung dee Lichtes
unterbrochen sein aüasen.
J&9 Erfindung sohafft ein Bisenbabneignal, das mit Liohtqpellen
ausgerüstet 1stι die tief innerhalb des MetallgehMuaes
der Signalanlage angeordnet sind, so dag die lichtquellen vor mutwilliger Xeretörung geaohütst eind und dennoch da·
von den Lichtquellen erseugte Lioht mit sehr hohen Wirkung··
grad au einen gemeinaanen optischen Auslad geleitet wird»
Sa· Irgebnie 1st die erste Bieenbahnslgnalanlage dieser Art»
die ein ausreichend intensives Licht für praktische Anwendungeswecke
emittiert.
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Susätslloh vermeidet die Konstruktion nach der Erfindung,
das Mehrere optische Auslasse für das Signallloht vorges
β hen seilt müssen, wodurch die Konstruktion» Installation
IUd die Auefluchtung oder Ausrlotatung des Signale wesentlich
erleichtert werden· Bs müeaen keine beweglichen Teile und
elektromagnetischen Betätigungsvorrichtungen vorgesehen sein» uv filter hin-und he raube wegen, da ein erfindungsgemäües
81gnal durch elektrisches Schalten der Lichtquellen gesteuert werden kann·
Schließlich erleichtert die Verwendung eines gemeinsamen
optischen Systems für alle farben die Installation und die Wartung, wobei das Signal mit der Schienenrichtung sehr
genau ausgerichtet werden muß.
Anhand der figuren wird die Brfindung beispielsweise erläutert.
figur 1 seigt eine Torderansicht des Slsenbahnslgnals nach
dieser Erfindung, das auf einer Stange befestigt 1st.
figur 2 seigt einen Schnitt desselben Blsenbahnsignals lings
den linien 2-2 in figur %
figur 3 seigt eine Ansicht des in den figuren 1 und 2 dar« gestellten Signale von hinten, bei dem die hintere Gehäuse-
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abdeckung entfernt ist·
figur 4 seigt eine Aneicht der faseroptischen Lichtleitung
des in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Signale teilweise im Schnitt. - *
Di« figuren 5, 6, 7 und 8 »eigen Querschnitte durch die in
figur 4 dargestellte faseroptische Lichtleitung längs den
Linien 5-5t 6-6ι 7-7 und 8-3.
figur 9 seigt eine teilweiße scbematieche perspektivische
Ansicht einer Versuchsanordnung mit weiteren Merkmalen nach dieser Erfindung.
figur 10 seigt eine Seitenansicht des Visierrohre8 des Eisenbahnsignal
β nach dieser Erfindung·
figur 11 seigt eine Seitenansicht der Lichtquelle und feile
der optischen Binriohtungen des Eisenbahnsignala nach dieaer
Erfindung sum Seil im Schnitt und
figur 12 seigt einen Schnitt lungs der Linie 112-12 in figur
11.
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In Figur 1 ist das Eisenbahnsignal 20 dargestellt« das neben
einem Sisenbahngeleia auf einer Stange 22 mit U-Sahrauben 24
befestigt iatf die einen dreieckförmigen Halter 26 halten.
Sin Kabel 23, das die Stromleitungen und die Signalleitungen
enthältr ist durch das Innere der Stange 22 und nach dem Austritt
aus dieser Stange in das Eisenbahnsignal 20 durch «ine Habe 30 eingeführt die mit dom dreieckigen Balter 26 aus
einem Stück besteht. Fas Signal 20 ist in der Babe JO drehbar
angeordnet« um eine Ausfluchtung mit der Schienenrichtung su
ermöglichen.
Sas Signal ist in einem SchutzmetallgehäuBö 32 eingeschlossen.
Wie aus der Vorderansicht in Figur 1 ersehen werden kann, hat die vordere Wand des Gehäuses 32. eine Lichtauatrittsöffnung,
die von einer praktisch kreisförmigen fresnel .-Linse 34 abgedeckt
idt, die au3 Glas oder einem·stoßfesten. Kunststoff «.£·.
aus nTenitett-Butyret hergestellt sein kann. Die Linse 34 kann
80 ausgebildet sein, daß sie irgendeine gewünschte Divergens
oder Verbreiterung des parallelen Strahls in irgendeiner Richtung
bewirkt, was mit dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten gerippten Mittelteil oder mit einer anderen überlagerten Hippung
oder anderen Dsflektoren erfolgen kann. Mehrere Sahrauben 36 verbinden einen Abdeckring 50, der die Linse 34 hält» mit
der Vorderwand des Gehäuses 32.
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Ba die Linse 34 ein helles, gut sichtbares und verlockend·«
Ziel für mutwillige Zerstörer darbietet, ist aie durch Steine, Wurfgeschoss und GewehrgeschoBe verletzbar. Bei bekannten
Eisenbahnsignalen sind eine oder mehrere solcher Linsen auf jedem Signal vorgesehen, wobei die Lichtkolben oder der
Licht erzeugende Mechanismus unmittelbar hinter der Line· angeordnet
ist. Deshalb zerstört ein Gewehrgeschoß, das auf - die sichtbare Lichtquelle, d.h. die Linse, abgefeuert wird,
die Lampe oder den lichterzeugenden Mechanismus ebenfalls,
so daß das Eisenbahnsignal ganz außer Funktion gesetzt wird,
oder ein falsches Signal anzeigt.
Ein weiteras Merkmal, das aus der Vorderansicht in Figur 1
ersichtlich ist, ist das vordere Ende eines Visiers 3Qt das
verwendet wird, um das Eisenbahnsignal 20 genau und parallel zu der Eisenbahnschiene zu richten, so daS sein Licht von
einem sich annähernden Zug über große Strecken wahrgenommen werden kann.
Oben an dem Metallgehäuse 32 befinden sich ein Paar Ansätze
40, die die Scharniere 42 einer hinteren Abdeckung 44 tragen,
die mit dem Gehäuse 32 zusammen die Schutzhülle des. Eisenbahnsignals 20 bildet. Die hintere Abdeckung 44 kann mittels der
Scharniere 42 geöffnet werden, um die inneren Teile des Signals 20, wenn notwendig, zu warten. Weiter dient ein Bolzen
dazu, die Abdeckung 44 geschlossen zu halten.
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Die Schrauben 36 sind durch einen Planeon einee Metallkonus
52 hindurcbgeftthrt. Dieser Konus dient mehreren Zwecken*
Sr trägt mehrere Lichtkolben 54, 55 und 57» sowie Farbfilter
68, einen fUr jede Farbe, die von dem Signal 20 angezeigt
wird« Jede erforderlich Ansahl von farben kann von den Signaleinrichtungen
naoh dieser Erfindung angezeigt werden» wobei lediglich der zur Verfügung stehende Baum dleee Ansahl beschränkt.
Nachstehend werden der Einfachheit halber Signaleinrichtungen,
die drei Farben anteigen, beschrieben. Der KonusJuient weiter sur Stütze des Endes eines faseroptischen
Bündels 56, dae in eine zylindrische Öffnung an den echaalen
Ende des Konus eingesetzt und nlt einer ßtellechraube 5β eingespannt
iat. Wenn bei dieser Anordnung ein Ge8oh08 die Kollimatorllnse
34 durchdringt und In das Innere des Konus 52 eintritt,
wird ee eich höchst wahre eheInUoh im Inneren des MetallkonuB
52 harmlos auswirken und nloht die Lampen oder
einen Seil dt« faseroptischen BUndele, die außerhalb dee
8obtttskonus 52 angeordnet sind« beschädigen· Selbst ohne die
Llnee 34 bildet das Auegangeende der Liohtleitung 56 nooh
eine auertlobend wirkeane Lichtquelle» die ein Ingenieur in
einem Abstand sohienenabwärts nooh sehtn kann.
Der Konus 52 dient auch sur Absorption und sur Vermeidung
der Seflexion eines von außen kommenden Lichtes, sum Eliminieren
von auften könnenden Licht von der Öffnung der Linse 34
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und sur Erzeugung eines kontrastreichen Hintergrundes für
die Beobachtung des beleuchteten Ausgangeendee dee Faserbündela
56, wenn die Lins^uurch mutwillige Zerstörung
kaputt gemacht wurde·
Sie figuren 2 und 3 «eigen, wie die Lichtkolben 54, 55 und
57 auf dem Konus 52 angeordnet, sind. Jeder der Lichtkolben befindet sich in einer elektrischen Fassung 64, dl· ihrerseits auf einen Metallhalter 66 befestigt ist, der mit der
Außenfläche des Hetallkonue 52 zur festen Halterung und gu- ™
ten Wärmeableitung fest verbunden iat. Das Licht jedes Kolbens, s.B· des Kolbens 54, fällt durch ein gefärbtes Filter,
s.B. das Filter 68, das die Farbe des Signallichtee bestimmt.
Bei einem typischen Signal ist dem Lichtkolben 54 ein rotes Filter, dem Llohtkolben 55 ein gelbes Filter und dta Lichtkolben
57 ein grünes Filter Torgeschaltet. Auf der anderen Seite jedes Filters hat jeder der Halter 66 einen bohlen
syllndrlechen Fortsats 70, in den das Singanguende eines
Zweiges des optischen Faserbündele 56 eingesetzt ist. AuSer- M
dem dient dieser Halterfortsäts 70 als eine Wärmesenke, die
dl· Wärme, dl· τon der Lampe 54 erseugt wird, von dem Eingang
und dem Bndring 74 des Faserbundeis 56 ableitet.
Das Faserbündel teilt sich in drei Zweige 72, 80· und 62 auf,
▼on denen jeder etwa ein Drittel der gesamten Ansabl der
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Fasern in dem Bündel 56 enthält. Das Eingangeenfle des Zwei«·
gee 72 des Faserbündels, das in dem Metallschutering 74 verankert
ist, ist in das Innere des zylindrischen Fortsatzes 70 eingesetzt und wird an dieser Stelle mit einer Befestigungsschraube
76 gehalten. In gleioher Weise aind die anderen Äste 80 und 82 des Faserbündels in die eylindriechen Portsätze
70 der Halter 66 der anderen Lampen 55 und $7 eingesetzt
und festgeklemmt. Eine aufgeschrumpfte Kunststoffhülse 84 umgibt das faserbündel $6 an der Stelle* an der es eich
in die drei Zweige 72» 80 und 82 aufteilt.
Zum Abschluß der Beschreibung der Figuren 2 und 3 wird erwähnt,
daß eine Klemmleiste 90 im unteren Teil des Gehäuseβ
32 angeordnet ist. Diese Klemmleiste dient für die elektrischen Verbindungen am Ende dee Kabels 28. Ee sind ebenfalls
eine Reihe von Widerständen 92 in dem unteren Abschnitt des Gehäuses 32 angeordnet, die mit Schieber 94 einstellbar sind,
um die an die Signallampen 54t 55 und 57 angelegten Spannungen einzustellen.
56
optischen Bündels und dessen Zweite 72, 80 und 82· Höht von einem der drei Lampen oder Kolben, s.B. von dem Lichtkolben 54» tritt in einen Ast des faseroptischen BUaAeXs, *·Β· in den Ast 72 an dem Ende ein, an dem er von dem Metallring 72
optischen Bündels und dessen Zweite 72, 80 und 82· Höht von einem der drei Lampen oder Kolben, s.B. von dem Lichtkolben 54» tritt in einen Ast des faseroptischen BUaAeXs, *·Β· in den Ast 72 an dem Ende ein, an dem er von dem Metallring 72
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gehalten wird. Das Lioht wird dann in der Lichtleitung» die
durch jeden Ast des Bündels gebildet wird» nach unten fortgeleitet,,
bis alle drei Aste in einem Stamm dee faseroptischen
Bündels 56 zusammenlaufen, so daß dieses Bündel aus einer gleichmäßigen Mischung aller Fasern der drei A'ste besteht·
Die Fasern sind über den gesamten Querschnitt des Bündelstammes 56 gleichmäßig verteilt, so daß das Licht aus jeder
Lampe 54 gleichförmig über die gesamte Ausgangsfläche des Bündel 56 verteilt ist. Das Licht fällt durch den Stamm des
Bündels 56 bis es aus dessen Ende austritt» das in der zylindrischen
öffnung des Konus 52 gehalten wird. Auf diese Weise bildet das Bnde des faseroptischen Bündels 56 die wuelle eines
Lichtstrahls 100» der aus dem faseroptischen Bündel 56 mit einer Divergehs von etwa 60°» v/ie in Figur 2 dargestellt ist»
austritt. Dieser Lichtstrahl 100 wird dann durch die Kunetetofflinee
34 parallel gerichtet» um ein Paralleletrahlenbündel
102 su erzeugen, das von dem Signal 20 weit schienenabwärts
projiziert ist» wo es in großer Entfernung von dem Führer oder
Ingenieur eines sich nähernden Zuges gtsehen werden kann. Sa
ist wesentlich» daß dieser Lichtstrahl 100 dieselbe Achse und dieselbe Verteilung unabhängig von der Wahl der Farbe» die
durch Beleuchtung mit der Lampe 54» 55 oder 57 erzeugt wird, bat. Dies wird durch die Vermischung und gleichmäßige Verteilung
aller Fasern jedes Zweigbündele 72» 80 und 82 über den Querschnitt des Stemmbündels 56 erreicht·
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Die ganze faseroptische Anordnung wird eigens in der dargestellten
Form einschließlich des Metallringe 74 an dem Ende jedes Zweigbündels 72, 80 und 82 hergestellt. Hinter den Her
tallringen alnd die Zweigbündel durch flexible Kunststoffhülsen
103 und noch weiter hinten an der Stelle, an der die drei Zweigbündel zusammenkommen, durch eine aufgeschrumpfte
Paflbülse 84 geschützt. Von dieser Stelle ab ist eine Schutzhülee
104 aus Metall vorgesehen, um eine Beschädigung des
faseroptischen Bündele 56 su verhindern.
J)Ie flexiblen Hülsen 103 schützen die Zweigbündel 72, 80 und
82 und ermöglichen dennoch, daß diese gebogen werden können, so daß sie die gekrümmte Form annehmen· die (siehe Figur 3)
für die Ankopplung en die verschiedenen zylindrischen Fortsätze
70 während des Zueammensetzens dee Signale 20 erforderlich
ist*
Innerhalb der Grenzen der Suhutzmetmllhülee 104 sind dl· einzelnen
Fasern jedes Zweigbündels 72, 80 und 82 in gleiohförmiger
Wels· zwischen den Abschnitten 6-6 und 8-8 in Figur 4
dargestellt« vermischt. Diese gleiohförmige Vermischung bewirkt»
daß der Lichtstrahl, der aus dem Ende des Bündels 56
austritt, mit Ausnahme der Farbe, immer praktisch derselbe ist, unabhängig davon, welches der drei Zweigbündel das Licht
zu einer bestimmten Zeit fortleitet·
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Pas faseroptische Bündel 56 ist so beschaffen, daS es eine
extrem hohe Lichtleitfähigkeit hat, da kein Lioht seitlich
an der Grenzfläche des Kerns und des Überzugs jeder der Pasern bei der Lichtbrechung verlorengeht· Biese Tatsache let
dadurch begründet, daß auf der Außenseite jeder einseinen
faser sich ein Überzug befindet, der nahezu eine Totalreflexion an der inneren Grenzfläche bewirkt, so daß di· Fasern als
sehr wirksame Lichtleiter arbeiten·
Außerdem ist lange des gesamten faseroptischen Lichtwegea
vo» Eingangsende der Zweigbündel 72, 80 und 82 bis sum Ausgangeende
des Stamnibündels 56 keine in Querrichtung verlaufend· Grenzfläche vorhanden» die die Lichtstrahlen krausen nüssen
und deshalb treten keine Streu- oder Reflex!onsVerluste auf,
wie es bei der Konstruktion nach der USA-Patentschrift 2 der lall ist.
Sa wird hervorgehoben, daß bei der Konstruktion naoh der genannten
USA-Batentschrift das Licht von jeder Zweigleitung nur su einem seitlichen Abschnitt der Standleitung geleitet
wird, was dasu führt, daß das Lichtbündel, das aus des abgabeseitigen
Ende der kombinierten Leitung austritt, nicht homogen über die Endfläche der Staamleitung verteilt ist· im Gegensatz
hiereu gewährleistet die erfindungsgemäSe Konstruktion eine
größere Homogenität, da die einzelnen Pasern der Zweigleitungen
72, 80 oder 82 gleiohförmig in dem Stammleiter 56 verteilt
sind*
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Sie figuren 11 und 12 «eigen die Lampe oder den Liohtkolben,
z.B. den Kolben $4» wobei der Glühfaden 110 eine Reflektoroberfläche 112 an der Hinterseite in form eines Ellipsoids
und ein ringförmiges Segment einer sphärischen Reflektorflache
114 an der Vorderseite des Kolben·, Al· ein transparentes fenster 116 umgibt/ dargestellt sind· Der faden 110
ist praktisch in einem Brennpunkt des. Ellipsoids 112, wahrend
das Eintritteende des optieohen faserbünflele 72 eich indem
anderen Brennpunkt befindet. Sas Licht» das von dem faden 110 ausgeht» trifft deshalb eueret auf den hinteren Reflektor 112 auf» tritt duroh das fenster 116 und wird an einer
Stelle innerhalb des Eintrittsendeβ der 2welgllehtleitung
72 fokueiert. Der faden 110 ist weiter, praktisch im Zentrum
der vorderen sphärischen Reflektorfläche 114 angeordnet» so daß das Licht» das von dem faden ausgeht und auf die vordere
Reflektorfläche auf trifft» In sloh curflokgeworten wird und
au seinem Ursprüngeort in sloh »urüokrβflektiert wird und
schließlich den Reflektor 112 erreicht UnA daaaoh in der
oben beschriebenen Welse fekueiert wird. Licht» das von dem
faden in Richtung des Fensters 116 emittiert wird» tritt
direkt duroh dieses hindurch. Llohtstrahlen auf all Aleeen
verschiedenen Wegen m dor Steigleitung 72 fallen duroh das
farbfilter 68. Wie In figur 2 dargestellt» 1st Aas farbfilter
68 vorrogeweise etwas gegenüber der optieohen Aohee geneigt
angeordnet» um direkte Reflexionen von dem filter 68 au dem elliptischen Reflektor 112 tu vermelden.
209808/0083
OR/GiNAL
Der elliptische Reflektor 1t2 mit dem Faden 110 in seine«
ersten Brennpunkt und der Anordnung des Eingangsendeβ des
Zweigfaserbundels 72 an dem sweiten Brennpunkt kann auch
in anderen formen von Lampenhüllen oder Lampenanordnungen
verwirklicht werden, oder es kann ein Übliches System «it
Xondensorlinsen unter Verringerung des Wirkungsgrades angewandt
werden.
Tigur 10 seigt die Visiereinrichtung 36 für das Eisenbahnsignal
20 susammen mit dem Halter sum Befestigen und Einstellen der Visiereinrichtung in dem Gehaus» 32· Man kann durch
die Visiereinrichtung 33 den Punkt weit eohienenabwärts bestimmen»
auf den das Signalbündel gerichtet werden soll«
Tigur 9 stellt eine Vorrichtung nach dieser Erfindung dar»
«it der beetim»* werden kann» ob da« Visier 33 richtig relativ
su der Achse des Strahlenbündel« des Signals 20 orientiert
ist« Binige Meter (einige IuS) vor der Signallinse 34
wird ein Zielbrett 130 angeordnet» das vier Photosellen 132
an den Boken und ein Sielkreus in der Mitte hat. In dem Herstellerbetrieb
wird das Signal auf das Zielbrett 130 gerichtet
und solange gedreht» bie der Strahl in Sielkreus 134 auftrifft· Bine £eineineteilung erfolgt dadurch» daß alle vier
Photozellen 132 gleiche empfangene Lichtmengen ame igen«
Dieser Zustand kann durch ein empfindliches elektrisches
209808/0083
Instrument t wie β. Β. eine Wheat β tone'sehe Brücke erfolgen«
wobei die vier fhotosellen 132 eich in den BrUekenamen befinden.
Die Gleichheit der empfangenen Llohtmengen selgt, daß
daö BUndel des Signale 20 direkt auf die Mitt· dee Jielkreusee
auftrifft·
Das Signal 20 wird dann in dieser Stellung festgestellt und die Visiereinrichtung 38 gelöst und auf ein sweitee Zielkreua
136 gerichtet, dae eich rechte auf Sea Sielbrett 130 befindet.
Ee iet dann gewährleistet» daö dae Vieler rlohtig relativ su
den SignalbUndel orientiert iet· Dae Vieler 38 kann dann verwendet werden» um das Signal 20 nit der Eisenbahnschiene bei
seiner Installation aussufluobten, indes dae Bohr 38 nach unten
gerlohtet wird.
Bas Signal nach dieser Erfindung let dae erste Bit hoher Wirkung arbeitende Eieenbahnelgnal» in des das Llohtleitprlnsip
verwirklicht ist« wobei alle Tortelle der relativen UnempfindIiehielt
gegenüber nutwilliger Sersturung, der Kobustbeit,
der Wirtschaftlichkeit und der Leichtgewichtigkeit vorliegen· Die Erfindung schafft welter eine Torrichtung» um ein Visier
mit der Signaleinrichtung genau aussufluchten. Dae Visier kann
dann verwendet werden, um das SignalbUndel mit der Schiene so aussufluchten» daß das starke Ausgangslicht mit maximaler Wirkung
angewendet und über große Strecken unten auf den Schienen
gesehen werden kann.
209808/0083
BAD ORIGINAL
Claims (1)
- Patent» nett r ü c ο e1. Eisenbahnsignal alt mehrere verschiedenfarbige Lichtbundel erseugenden Lichtquellen, alt eines Austritt der verschieden gefärbten Lichtbundel des Signals länge einer gemeinsamen Aohse und alt eine« Lichtleiter, der Zweigleitungen» deren Eintritte enden die Texechieden gefärbten Liohtbündel aufnehnen, und eine Stammleitung aufweiet, die die Lichtbündel kombiniert und deren Auetritteende so angeordnet ist, daß sie alle gefärbten Lichtbündel zu den gemeinsamen Austritt dee Signale leitet, wobei der lichtleiter ein faseroptisches BUndel aus einer Vielzahl von diskreten Lichtleitfasern ist und jede Faser aus einem ersten Material besteht, das einsein mit einem streiten Material mit unterschiedlichem Brechungsindex übersogen 1st» um an den Grensflächen der swei verschiedenen Materialien eine Totalreflexion su erhalten, und wobei die fasern in Gruppen aufgeteilt aind, die in der Stammleitung susaamengefafit sind und von dieser aus unter Bildung der Zweigleitungen divergieren«2. Eisenbahnsignal nach Anepruoa 1, dadurch gekennseichnet, daß die fasern in jeder Steigleitung kontinuierlich sind und nicht duroh Reflexionen erseugende Endflächen von dem Eingangsende jedes Zweiges bis sum Austrittsende in dem ge-209808/0083BAD ORIGINALuelneamonunt.rbrooh.n .«, „ d.fl
■el. Mobtfortl.itung .rtaalt.n wird.naoh An.pruoh 2, daduroU g.k.m„lchn.t. daO 2i A».trltt..»d. d.r«■««,η Sta™ielt«Bg el.lohHSWe v.rt.iltWe v.rt.ilt Wn«, „ daS d„aienalbUnd.1 «abhängig von oeln„ ?ärtung u weeentUoh(ln h<M0g.n aue d.m Bni. der Btama.itung .».tritt.4. K-enbata,!^! Blt β1ηβΒAuetritt .tnea Mohtbündele, einen Konu, mit .luOr Offtung en eeiner Spit.. »nd eine öffnung an e.tner a,eie, 4,r in Oe- O.hauae a0 angeordnet iat, da8 die Öffnung i» de« 0,-baue, die B3818 „.„ Kona8 umelM( β1ηβ itnee> iu uber 4eröffnung ang..rd».t let und mit d.» Ke»u8 ao .uea«,en.¥b.it.t, «aa pr.m8oh der Inn.nrau« d.ee.iben geeohloseen i8t, «α-nieetene ein, liohtqueUe, di. auOe» auf d.m Konue bef.etigt io*. und einen Liohtl.it« aufweist, d.r da8 Weht »on dieer liohtquell. «, d.r Öffnung an d.r Bpit« d.e Konus lei-5. Eiaenbahr.ei^al nach Anepruoh 4, ßekennEeiohnet durch Binrichtungen, u»deB llcht >on d.r Uoht*u.ll. «Uf dae fad·
dee enteprtchenden lichtleiter. «u tokuei.r.n.209808/0083 copyBAD ORIGINAL6» Eisenbahnsignal nach Anspruch 5» daduroh gekennaeichnet, daQ die Lichtfokueierungseinrichtungen einen elliptischen Reflektor und eine Lichtquelle aufweieen, die praktisch im ersten Brennpunkt des elliptisohen'Heflektore angeordnet lstt wobei das Bingangsende dee Lichtleiters im aweiten Brennpunkt des ellipticohen Keil ettore liegt·7. Eisenbahnsignal jaoh Anspruch 6» dadurch gekennseichnet, da£ der Lichtleiter aus mehreren Eintritt Steigleitungen besteht, die konvergieren und ein gemeinsames Ausgangeendβ bilden und daß eine entsprechende Anaahl von Lichtquollen verschiedener Farbe sowie entsprechende fokusiemngaeinrlühtungen optisch mit den Elngangaenden der Zweigleitungen gefluchtet sind.Θ. Eisenbahnsignal, gekenncelohnet durch(a) mehrere Lichtquellen,(b) Einrichtungen, um das Licht aus diesen Lichtquellen in einen Bildpunkt jeder Lichtquelle minimal»? Grüßt Bu fokusieron.(o) verschiedene Farbfiltor in entsprechender Ansahl, von denen jeweils eines Bwischen der entepreohenden Liohtquelle und deren Bildpunkt angeordnet iat, eine entsprechende Anzahl TCm faseroptiaohen Zweigleitungen, deren Eingangs end en in sylindriachen Oehliuaen209008/0083 COPYBAD ORIGINAL* 26 -aus relativ foetan Material gefaßt und βο angeordnet sind, daß die Bildpunkte der Lichtquellen auf die entsprechenden sylindrIschen Eingangeenden fallen· l«0 Einrichtungen, um die Faeoungen der Zweigleiterbündel relativ iu den Bildpunkten feetiuhalten» wobei(f) die ZweigleiterbUndel au einen geaelneaaen StaaubUndel konvergieron und(g) dlosee StamnbUndel in einem Auegangsende« aus dem dae Licht jeder dleeer Lichtquellen auatritt, endigt,(h) Einrichtungen, um das Licht, dae aua dem Ende dee Staun·bUndele auatritt, parallel au naohen» wobei (1) dae Ende dee Stammblindole in einer eyllndrleohen FaB-ouiig aue relativ etelfem Material gefaßt let» und U) Einrichtungen, din »it ü«r ftieeung in Eingriff »tehen, um dae Stanuaüündol relativ xu den Einrichtungen, file dae Liobt parallel machen, cu fixleren.9» Eloenbanneignal nach Anspruch 6, dadurch gekennselehnet,(α) die ZwelgbUndiel von lhi^m Eintrltteende bis *u der Stelle, an der öle in dae StaauabUndel Übergehen» go« krümmt olnd und(b) ein flexibler Sohutellberxug die faeeroptleohen Bündel wischen Ihrim faeeungen umgibt» β» daß die Zwelgbün-> del sur leichteren Inetaliation in den 8ignal gebogen werden können·COPY BAD ORIGINAL209808/006310. Justiervorrichtung für Eisenbahnsignal mit einstellbaren Visierent gekennselehnet durch(a) ein Zielbrett mit einer ersten ZielkennBeiohnung, auf die das Lichtbündel eines Eisenbahnsignal geriohtet wird,(b) mehrere photoempfindliche Einrichtungen auf der Oberfläche des Zielbrettes la gleichen Abstand von dar ersten Zielkennaoiohnung, so dafl diese photoempflndlioben Einrichtungen in gleioher Weise auf das 81gn&lbUnd#l ansprechenι wenn dieses genau auf die erste Xielkennseiohnung geriohtet ist,(o) Kittel, die mit den photoenpflndliohen Einrichtungen gekoppelt sind« um den gleichen Llohte&pfang dieser Einrichtungen feeteuateilen und(d) eine svelte Zielkennselchnung auf der Oberfläche des Brettes im Abstand von der ersten Zlelkennselohnung, die so angeordnet iatt daß, wenn das Signalbündel genau auf die erste Zielkeiinaoiearning geriohtet und das Visierrohr des Signals genau auf die iwelte Zlelkenneelohnung gerlohtet ist» wms durch visuelles Elnrlohten des Vlsierrohree auf diese iveite Kennzeichnung erfolgt, die Yislerelnrlohtung dann richtig relativ «u dem Signalstrahl justiert 1st.COPY BAD ORIGINAL209808/0083LeerseiteCOPY
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