DE19831814A1 - Rundumstrahlendes Unterflurfeuer für Flughäfen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein rundumstrahlendes Unter­ flurfeuer für Flughäfen gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Unterflurfeuer werden beim Stand der Technik in unterschied­ lichsten Ausbildungen vorgeschlagen. Beispielsweise aus der WO-A-86/05157 ist eine Einheit zur Flugfeldbeleuchtung der eingangs genannten Art bekannt, bei dem das optische System eine Linse mit Prismencharakter aufweist, mit dem die Stra­ hlung einer Reflektorlampe nach außen abgestrahlt wird. Zur Prismenausbildung ist im Zentrum des optischen Systems eine Aussparung vorhanden, wobei über die gesamte Anordnung eine Schutzkappe angeordnet ist. Weiterhin ist aus der EP-B-0 544 799 ein Markierungslicht der eingangs genannten Art mit wenigstens einer Sägezahnausbildung auf der Oberseite des op­ tischen Systems bekannt, deren schräg verlaufende Flächen­ abschnitte solche Neigungswinkel haben, daß das auffallende Licht durch Totalreflexion an den betreffenden schräg ver­ laufenden Flächenabschnitten zurückgeworfen und unter der größtmöglichen Brechung in dem betreffenden benachbarten, schräg verlaufenden Flächenabschnitt emittiert wird. Mit bei­ den Einrichtungen ist die Abstrahlung von Licht in zwei ge­ genüberliegenden Hauptabstrahlrichtungen möglich.

Daneben ist bereits die Verwendung von sogenannten Gürtellin­ sen bei gattungsgemäßen Unterflurfeuern vorgeschlagen worden. Solche Gürtellinsen haben allerdings ein relativ hoch aus dem Untergrund herausragendes Gehäuse und sind daher nicht für alle gewünschten Zwecke anwendbar. Weiterhin wurden auch so­ genannte Axialstrahlenverteiler in Zusammenwirkung mit Pris­ menringabschlußgläsern bzw. verspiegelte Konusprismengläser mit relativ großen Querschnittsdifferenzen vorgeschlagen.

Einerseits erfüllen die bekannten Einrichtungen noch nicht die Forderungen an die Spezifikationen des Lichtes, insbeson­ dere eine symmetrische Rundabstrahlung. Andererseits verfügen die Einrichtungen, die befriedigende Spezifikationen haben, noch über zu große Bauhöhen. Sie sind deshalb für Bewegungs­ flächen, wie Vorfelder, Start- und Rollbahnränder von Flug­ häfen, weniger geeignet. Letzteres gilt insbesondere bei dem System "RUNWAY EDGE MEDIUM INTENSITY OMNIDIRECTIONAL INSET LIGHT" (Produktbezeichnung) gemäß Firmendruckschrift ADB.

Schließlich ist aus der US-A 3 999 054 ein rundumstrahlendes Unterflurfeuer bekannt, bei dem sich eine Lichtwendel in einem topfförmigen Reflektor zur Erzeugung divergenter Licht­ strahlung befindet, die über eine konische Öffnung in das Ablenkprisma eingebracht und von dort allseitig abgestrahlt wird.

Ausgehend von obigem Stand der Technik ist es Aufgabe der Er­ findung, ein rundstrahlendes Unterflurfeuer vorzuschlagen, das die vorgegebenen Spezifikationen an das Licht durch eine Reflektorlampe erfüllt und gleichzeitig eine geringe Bauhöhe hat.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß bei einem Unterflurfeuer der gattungsgemäßen Art durch die Gesamtheit der Merkmale des Pa­ tentanspruches 1 gelöst. Vorzugsweise Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Mit der Erfindung ist nunmehr ein optisches System vorge­ schlagen, das aus wenigstens einer Reflektorlampe und zwei zusammenwirkenden, die Lichtstrahlen optisch lenkenden Bau­ teilen besteht. Insbesondere ist ein Axial-Strahlenteiler und ein solches Ringprisma vorhanden, das gleichermaßen als Ab­ schlußglas für das Unterflurfeuer dient.

Bei der Erfindung ist vorzugsweise der Axial-Strahlenteiler mit kreisrillenförmiger Struktur so geformt, daß die Flanken mit von der Tiefe abhängigen Winkeln das von der Reflektor­ lampe nahezu parallel abgestrahlte Licht zu einem trichter­ förmigen Konus umgewandelt wird und unter Vermeidung von To­ talreflexionen an der Austrittsfläche gebrochen wird. Das Licht vom Strahlenteiler tritt in das Abschlußglas ein und wird an deren Austrittsfläche ein zweites Mal abgelenkt. Da­ mit ist umlaufend ein sehr geringer Abstrahlwinkel der aus­ tretenden Lichtstrahlung realisiert.

In eigenerfinderischer Weiterbildung kann als Abschlußprisma erstmalig eine "eingefärbte" Stufenlinse verwendet werden, die sowohl den Forderungen nach mechanischer Festigkeit beim Überrollen entspricht, als auch allen thermischen Belastungen durch die Lichtquelle gewachsen ist, die aber auch den Far­ bort entsprechend der geforderten Spezifikationen der Norm­ farbtafel nach DIN 5033, insb. für die Spezifikationen "ICAO Annex 14 (Colours for Aeronautical Ground Lights)" und "MIL- C-25050 A-Aviation Color Limits" mit der dort geforderten Licht- bzw. Lichtstärkeverteilung, erfüllt.

Bei der Erfindung wird die "Lichtstrahlung" der Lichtquelle nicht direkt genutzt, sondern über einen Kombinationsspiegel in Ringzonen winkelabhängig reflektiert und zwar derart, daß die reflektierten Strahlenbündel durch die Prismenringe der Stufenlinse refraktiv abgelenkt werden, so daß im Haupstrahl­ bereich eine spezifikationsgerechte Signalfarbe erzeugt wird. Die unterschiedliche optische Weglänge der Lichtstrahlen durch die Prismenringe hat hierbei - im Gegensatz zu einem optisch transparenten Glas beim Stand der Technik - einen be­ achtlichen, aber kalkulierbaren Einfluß auf die Transmission. Jeder Lichtstrahl hat prinzipiell seine eigene Transmission und damit seinen eigenen Farbort. Beim Filter gemäß den älte­ ren Anmeldungen handelt es sich dagegen um eine planparallele Platte mit im wesentlichen gleichem Transmissionsfaktor τ für gleiche Lichtstrahlrichtungen.

Bei der Erfindung sind die Kanten des Strahlungsteilers sowie ein zentraler domförmige Bereich des Abschlußglases vorzugs­ weise derart geformt, daß eine halbkugelförmige Restlichtab­ strahlung erfolgen kann, um die Spezifikation zu erfüllen, wobei der Winkel der umlaufenden Abstrahlung begrenzt werden kann. Der domförmige Bereich des Abschlußglases kann eben­ falls rotationssymmetrische Profilierungen aufweisen.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungsbei­ spielen anhand der Zeichnung. Es zeigen

Fig. 1 in teilweiser Schnittdarstellung die neue Anordnung eines rundstrahlenden Unterflurfeuers,

Fig. 2 in Schnittdarstellung das in Fig. 1 als Strahl­ teiler verwendete Prisma mit rotationssymmetrischer Profilierung auf der Unterseite,

Fig. 3 typische Lichtverteilungskurven bei einer Anordnung gemäß Fig. 1 und

Fig. 4 typische Lichtverteilungskurven bei einer Anordnung gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine als Unterflurfeuer bezeichnete Anordnung aus einem Gehäuse mit darin angeordneter neuen optischen Ein­ richtung dargestellt. Im einzelnen kennzeichnet 10 ein Ober­ teil zur Einbringung im Boden des Flugfeldes, an das nach un­ ten ein Gehäuseteil 11 mit einer Fassung 12 und einer Dich­ tung für ein sogenanntes Abschlußglas angebracht sind. Wei­ terhin ist eine bekannte Halterung für die optische Einrich­ tung vorhanden. Das Gehäuse mit den zugehörigen Einrichtungen ist vibrationskompensiert ausgebildet.

Die optische Einrichtung besteht im einzelnen in der neuarti­ gen Kombination einzelner rotationssymmetrisch abstrahlenden Ablenkelemente. In Fig. 1 ist eine Reflektorlampe mit 5 be­ zeichnet, bei der in bekannter Weise ein parabolförmiger Re­ flektor 6 vorhanden ist, so daß die Lichtstrahlung als paral­ leles Strahlenbündel austritt. Eingezeichnet sind beispiels­ weise die Strahlen 1 und 2 sowie diesbezügliche Strahlen 1', 1'' und 2, 2'' nach erster und zweiter Brechung. Möglich ist auch ein Ellipsoid-Reflektor zu Gewährleistung eines spezifi­ schen Abstrahlfeldes.

Vor dem Reflektor 6 ist ein Strahlungsteiler 3 angeordnet, der anhand Fig. 2 im einzelnen beschrieben wird. Über dem Strahlungsteiler 3 ist ein Abschlußglas 4 für das komplette Unterflurfeuer zur rotationssymmetrischen Abstrahlung ange­ bracht.

Aus Fig. 1 ist entnehmbar, daß die zunächst parallelen Strahlen 1 und 2 im Strahlteiler 3 getrennt werden und - je nachdem auf welche der zick-zack-förmigen Profilflanken des Strahlungsteilers 3 die Strahlen einfallen - in unterschied­ liche Richtungen als Strahlen 1' und 2' abgelenkt werden. Das Abschlußglas 4 ist in Fig. 1 zumindest mit einem domförmigen Bereich 41 ausgebildet. Die in das Abschlußglas 4 einfallende Strahlung wird durch die äußere umlaufende Schrägfläche 46 abgelenkt, so daß beispielsweise der Strahl 1' in einem fla­ chen Winkel α als Strahl 1'' die Anordnung verläßt.

Wesentlich bei der Anordnung gemäß Fig. 1 ist die geometri­ sche Abstimmung des Strahlteilers 3 mit den an der Unterseite angebrachten rotationssymmetrischen Profilierungen 31 bis 33 und des Abschlußglases 4 mit der Ausbildung des domförmigen Bereiches 41 und der äußeren Flanke 46. Insbesondere kann der domförmige Bereich 41 des Prismas 4 auf der Unterseite so ausgebildet sein, daß jeweils rotationssymmetrisch umlaufend einzelne Einschnitte 341 bis 344 vorhanden sind. Dadurch wird ein Prismenring mit durchgehend gleicher Stärke gebildet wer­ den, was der Stabilität dient. Gegebenenfalls kann ein Farb­ filter 8 vorhanden sein.

Aus Fig. 2 ergibt sich die konkrete Ausführungsform des Strahlteilers 3 mit einer ebenen Oberseite 30 und ringförmi­ gen Profilierungen 31 bis 33 auf der Unterseite. Die Profi­ lierungen 31 bis 33 ermöglichen, daß jeweils zwei durch die Profilbreite getrennte Strahlen 35 und 36, 37 und 38 sowie 39 und 39A in unterschiedliche Richtungen abgelenkt werden und bezüglich der Symmetrieachse I des Prismas 3 einen ringförmi­ gen Lichttrichter 51 bilden.

Wesentlich ist also, daß durch den Strahlteiler der Licht­ trichter 41 der austretenden Lichtstrahlung entsprechend Fig. 2 gebildet wird, wobei dieses Licht rundumstrahlend vom Abschlußprisma 4 im flachen Winkel abgestrahlt wird.

Das Prisma 4 besteht aus eingefärbtem Glas, so daß es - ohne Verwendung von Filtern - unmittelbar die gewünschte Signal­ farbe abstrahlt. Durch geeignete Einfärbung ist eine rote, eine gelbe, eine blaue oder auch eine grüne Abstrahlung mög­ lich.

Durch ein geeignetes Herstellungsverfahren kann gewährleistet werden, daß das Abschlußglas mit Farbspezifikation eine hin­ reichende mechanische Stabilität erhält und auch bei Tempera­ turschwankungen unempfindlich gegen Überrollen od. dgl. ist.

Durch die Prismenringe des farbigen Prismas 4 verlaufende pa­ rallele Lichtstrahlen haben in diesem Fall eine unterschied­ liche optische Weglänge, was bei Bestimmung des Farbortes be­ achtet werden muß. Dies ist in der Farbtafel gemäß Fig. 3 wiedergegeben. Es ergibt sich, daß jeder der parallelen Lichtstrahlen eine eigene Transmission τ₁ und τ₂ aufweist und somit seinen eigenen Farbort hat.

In Fig. 4 ist die Lichtverteilung I in Candela (cd) als Funktion des Abstrahlwinkels α_vertikal in Grad bei einer Anord­ nung gemäß Fig. 1 dargestellt. Die gemäß ICAO geforderte Mindestlichtstärke nach Spezifikation FAA 46A Advisory Circu­ lar (blue 3% transmission) sind mit 101 und die gemessene Kurve mit 110 gekennzeichnet. Das blaue Licht wird im Winkel­ bereich 0 bis 6° gefordert.

Es zeigt sich, daß mit der neuen Anordnung gemäß Fig. 1 die Anforderungen voll erfüllt werden, was mit anderen Anordnungen bisher nicht erreicht wurde.

Das beschriebene rundumstrahlende Unterflurfeuer eignet sich insbesondere für den Horizontalbereich von Flugfeldern. Durch geeignete Aussparung des Vertikalbereiches können rundum­ strahlende Abstrahlungen mit einem Winkel von bis zu 90° und einem Hauptstrahlbereich von 0 bis 30° erzielt werden.

Claims (18)

1. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer für Flughäfen mit einer versenkt angeordneten Reflektorlampe als Strahlungserzeuger für Licht und wenigstens einem Ablenkprisma für eine rota­ tionssymmetrische Abstrahlung, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen Reflektorlampe (6) und Ablenkprisma (4) ein Strahlungsteiler (3) vorhanden ist, der die aus der Reflektorlampe (6) austretende Lichtstrahlung zur rotationssymmetrischen Abstrahlung ablenkt.

2. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die rota­ tionssymmetrische Abstrahlung vom Strahlungsteiler (3) aus­ gehend einen ringförmigen Lichttrichter (51) symmetrisch zur Achse (I) des Strahlungsteilers (3) bildet.

3. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Strah­ lungsteiler aus einem scheibenförmigen Prisma (3) mit ebener Oberseite (36) besteht, dessen Unterseite mit rotationssymme­ trisch umlaufenden Profilierungen (31, 32, 33) versehen ist.

4. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Profilie­ rungen (31 bis 33) zackenförmig ausgebildet sind und jeweils einen Winkel zwischen 30 und 90° einschließen.

5. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ablenk­ prisma (4) zur Oberseite des Strahlteilers (3) eine domartige Aussparung (45) hat.

6. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 5, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der dom­ artigen Aussparung eine rundumlaufende zackenförmige Profi­ lierung (341, 342, 343) vorhanden ist, bei der symmetrisch zur Rotationsachse jeweils Bereiche gleicher Neigung vorhan­ den sind, welche sich in ihrer Höhenlage unterscheiden.

7. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß vor der Lichtquelle (5) und Reflektorlampe (6) ein Farbfilter (8) angeordnet ist.

8. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ablenk­ prisma (4) als Abschlußglas aus eingefärbtem Glas besteht, wobei für das abgestrahlte Licht ein definierter Farbort ent­ sprechend den geforderten Spezifikationen der Normfarbtafel erreicht wird.

9. Unterflurfeuer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abschlußglas (4) für eine rote Abstrahlung eingefärbt ist.

10. Unterflurfeuer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abschlußglas (4) für eine gelbe Abstrahlung eingefärbt ist.

11. Unterflurfeuer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abschlußglas (4) für eine blaue Abstrahlung eingefärbt ist.

12. Unterflurfeuer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Abschlußglas (4) für eine grüne Abstrahlung eingefärbt ist.

13. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 7, da­ durch gekennzeichnet, daß das Ablenk­ prisma an seiner Oberseite eine rundumlaufende Flanke (46, 346) gleichen Winkels (β) hat.

14. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 8, da­ durch gekennzeichnet, daß der Winkel (β) der rundumlaufenden Flanke zwischen 5 und 20°, vorzugs­ weise nahe ≈ 20°, beträgt.

15. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anordnung aus Lampe (5), Parabolreflektor (6) und Abschlußprismenglas (9) in einem Gehäuse (10, 11) vibrationskompensiert gehaltert ist.

16. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptabstrahlwinkel (α) der Lichtstrahlung zwischen 0 und 30° beträgt.

17. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reflektorlampe (6) einen paraboloiden Reflektor aufweist.

18. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Reflektorlampe (6) einen ellipsoiden Reflektor aufweist.