DE19947688A1 - LED light signal for traffic control can be operated instead of light signal without adapting light signal circuit - Google Patents
LED light signal for traffic control can be operated instead of light signal without adapting light signal circuitInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein LED-Lichtsignal nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an LED light signal according to the Preamble of claim 1.
Aus der DE-AS 11 81 792 ist eine Lichtsignalanlage für die Steuerung des Bahnverkehrs bekannt. Jedes Lichtsignal besitzt ein oder mehrere farbige Lichtzeichen, die durch bedarfsweise anschaltbare Signallampen dargestellt sind. Die Signallampen sind als Doppelfadenlampen mit je einem Haupt- und einem Ne benfaden ausgebildet, von denen bei angeschaltetem Lichtzei chen üblicherweise der Hauptfaden bestromt wird. In einer vom Lichtsignal entfernten Steuerstelle z. B. einem Stellwerk, wird der über den jeweils angeschalteten Lampenfaden fließen de Strom gemessen und bewertet. Für den Fall, daß der Strom bei angeschaltetem Hauptfaden einen vorgegebenen unteren Schwellwert unterschreitet, wird auf die jeweiligen Nebenfa den der auf diese Weise als defekt erkannten Signallampe um geschaltet. Dies geschieht entweder vor Ort oder im Stellwerk durch einen in den Stromkreis des Hauptfadens geschalteten Überwacher. Das Erkennen eines defekten Lampenfadens führt in der Steuerstelle zur Ausgabe einer entsprechenden Störungs meldung für das Instandhaltungspersonal, dessen Aufgabe es ist, die defekte Signallampe in kürzester Zeit auszuwechseln.From DE-AS 11 81 792 is a light signal system for the Control of rail traffic known. Every light signal has one or more colored light signs, as required switchable signal lamps are shown. The signal lamps are as double-filament lamps with one main and one Ne benfaden trained, of which with the light on Chen usually the main thread is energized. In one of the Light signal remote control point z. B. an interlocking, will flow over the lamp thread that is switched on de Current measured and evaluated. In the event that the current with the main thread switched on, a predetermined lower one Falls below the threshold, the respective secondary fa around the signal lamp recognized as defective in this way switched. This happens either on site or in the signal box through one connected to the main thread circuit Supervisor. The detection of a defective lamp thread leads to the control unit to issue a corresponding fault message for the maintenance staff whose job it is is to replace the defective signal lamp in the shortest possible time.
Um sicherzustellen, daß der Nebenfaden einer Signallampe bei defektem Hauptfaden tatsächlich die Lichtzeichenbeleuchtung übernehmen kann, wird die Funktionsfähigkeit des Nebenfadens z. B. bei jedem Anschalten des Hauptfadens überprüft oder bei angeschaltetem Hauptfaden ständig überwacht. To ensure that the auxiliary thread of a signal lamp at defective main thread is actually the light signal lighting can take over, the functionality of the secondary thread e.g. B. checked every time the main thread is switched on or at switched on main thread constantly monitored.
In der jüngeren Vergangenheit werden in zunehmendem Maße die Signallampen von Lichtsignalen durch Leuchtdiodenfelder er setzt (WO 95/12512). Der Vorteil von Leuchtdioden gegenüber Signallampen liegt vor allem in der vielfach höheren Lebens dauer von Leuchtdioden gegenüber der von Signallampen.In the recent past, the Signal lamps of light signals through light emitting diode fields sets (WO 95/12512). The advantage of LEDs compared to Signal lamps mainly lie in the many times higher life duration of LEDs compared to that of signal lamps.
Sollen vorhandene Lichtsignalanlagen für Signallampen als Leuchtkörper auf LED-Leuchtzeichen umgerüstet werden, so soll dies nach Möglichkeit geschehen, ohne daß sich im Stellwerk etwas an den Steuer- und Überwachungskreisen ändert. Dies ist jedoch problematisch, insbesondere im Hinblick auf die Neben fadenüberwachung. Moderne LED-Leuchtzeichen kommen wegen der hohen Lebenserwartung ohne Reserve-Leuchtzeichen aus, d. h. für die entsprechenden Nebenfadenkreise gibt es vor Ort an den Lichtsignalen keine Entsprechungen. Zwar ließen sich dort anstelle der Nebenfäden von Signallampen z. B. ohmsche Wider stände installieren, welche dem Stellwerk das Vorhandensein von Nebenfäden vortäuschen könnten; auch ließe sich auf der Basis einer Strombewertung eine "Funktionsprüfung" der so nachgebildeten Nebenfäden vom Stellwerk her durchführen. Wenn jedoch aus irgendeinem Grunde, z. B. bei einer Leitungsunter brechung, ein LED-Leuchtzeichen ausfällt, würde das Stellwerk auf den Nebenfadenbetrieb umschalten. Da dann annahmegemäß über den den Nebenfaden für das Stellwerk ersetzenden ohm schen Verbraucher ein hinreichend hoher Speisestrom fließen würde, würde das Stellwerk zwar von einem nicht mehr intakten aber immerhin noch leuchtenden Lichtsignal ausgehen, obgleich das betreffende Lichtzeichen tatsächlich dunkel ist.Should existing light signal systems for signal lamps as Luminous elements are to be converted to LED luminous signs if possible, do this without being in the signal box something changes in the control and monitoring circuits. This is however problematic, especially with regard to the minor thread monitoring. Modern LED lights come because of high life expectancy without reserve lights, d. H. for the corresponding secondary thread circles there are on site no correspondence to the light signals. Admittedly there instead of the auxiliary threads of signal lamps z. B. ohmic resistance install stands, which the interlocking the presence could pretend of secondary threads; could also be on the Based on a current evaluation, a "functional test" of the so Carry out simulated secondary threads from the signal box. If however for some reason, e.g. B. in a line sub the signal box would break, the signal box would fail switch to the secondary thread mode. Since then according to the assumption about the ohm to replace the secondary thread for the signal box a sufficiently high supply current flows to consumers the signal box would no longer be intact but still go out luminous light signal, although the light signal in question is actually dark.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein LED-Lichtsignal nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 so auszugestalten, daß es an stelle eines Lichtsignals mit einer Signallampe betrieben werden kann, ohne daß es in der stellwerksseitigen Lichtsi- gnalschaltung irgendwelcher Anpassungsmaßnahmen bedarf. Dabei soll die Anordnung so getroffen sein, daß beim Ausfall des Leuchtzeichens im Stellwerk keine Überwachungsmeldungen auf laufen, die nicht dem aktuellen Betriebszustand des Lichtsi gnals entsprechen.The object of the invention is to provide an LED light signal Preamble of claim 1 to design so that it place a light signal operated with a signal lamp can be made without it being Signal adjustment requires any adaptation measures. there the arrangement should be made so that if the Illuminated sign in the signal box no monitoring messages run that are not the current operating state of the light gnals correspond.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1. Danach beinhaltet das LED-Licht signal im Prinzip zwei Leuchtzeichen, deren Leuchtdioden über die Leuchtfläche des Lichtsignals vermischt angeordnet sind und von denen die einen über den Haupt- und die anderen über den Nebenfadenkreis des Lichtsignals zu betreiben sind. Übli cherweise werden nur die Leuchtdioden des Hauptfadenkreises angeschaltet; nur im Störungsfall werden anstelle dieser Leuchtdioden die anderen Leuchtdioden über den Nebenfaden kreis bestromt. Für den Beobachter ändert sich beim Umschal ten vom Haupt- auf den Nebenfadenkreis wegen der Durch mischung der Leuchtdioden beider Gruppen von Leuchtdioden das jeweils zur Darstellung gebrachte Signalbild in gar keiner Weise; das Funktionsverhalten des erfindungsgemäßen LED- Lichtsignals unterscheidet sich damit nicht von dem eines si gnallampenbetriebenen Lichtsignals. Für das Stellwerk ist nicht erkennbar, ob es sich bei dem zu steuernden und zu überwachenden Lichtsignal um ein signallampenbetriebenes Lichtsignal oder um ein LED-Lichtsignal handelt. Es laufen stets die korrekten Überwachungsmeldungen auf, d. h. für das Stellwerk wird ein angeschaltetes Lichtsignal entweder durch seinen Hauptfaden beleuchtet (die eine Gruppe von LED leuch tet) oder durch seinen Nebenfaden (die andere Gruppe von LED leuchtet). Damit unterscheiden sich weder die Ansteuer- noch die Überwachungsvorgänge eines LED-Lichtsignals stellwerks seitig von den entsprechenden Steuer- und Überwachungsvorgän gen signallampenbetriebener Lichtsignale. The invention solves this problem by the characterizing Features of claim 1. Thereafter, the LED light signal basically two lights, whose LEDs over the luminous area of the light signal is arranged mixed and some over the main and the other over the secondary thread circle of the light signal are to be operated. Usual Usually only the light emitting diodes of the main thread circle switched on; only in the event of a fault instead of this LEDs the other LEDs over the secondary thread circle energized. For the observer changes when switching from the main to the minor thread circle because of the through mixing the light emitting diodes of both groups of light emitting diodes none of the signal images displayed in any Wise; the functional behavior of the LED according to the invention Light signal does not differ from that of a si lamp-driven light signal. For the signal box is not recognizable whether it is to be controlled and monitoring light signal around a signal lamp operated Light signal or an LED light signal. Run it always the correct monitoring messages, d. H. for the The signal box is switched on either by a light signal its main thread lit (which is a group of LED lights tet) or by its secondary thread (the other group of LEDs shines). With that neither the control nor differ the monitoring processes of an LED light signal interlocking on the part of the corresponding control and monitoring processes against signal lamp powered light signals.
Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Lichtsignales sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous training and further developments of the invention Light signals are specified in the subclaims.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.The invention is based on in the drawing illustrated embodiments explained in more detail.
Die Zeichnung zeigt inThe drawing shows in
Fig. 1 die Einbindung von Leuchtdioden in den Haupt- und Nebenfadenkreis eines Lichtsignals, in Fig. 1 the integration of light emitting diodes in the main and secondary thread circle of a light signal, in
Fig. 2 die räumliche Anordnung der Leuchtdioden eines Leuchtzeichens und in Fig. 2 shows the spatial arrangement of the light emitting diodes of a light sign and in
Fig. 3 eine spezielle Ausgestaltung einer Leuchtdiode, wie sie mit Vorteil für das erfindungsgemäße LED- Lichtsignal verwendet sein kann. Fig. 3 shows a special embodiment of a light-emitting diode, as it can be used advantageously for the LED light signal according to the invention.
Fig. 1 zeigt im oberen Teil eine erste Gruppe LED-H von Leuchtdioden LED, die über zugehörige Ansteuerungen A aus ei nem Hauptfadenkreis HFK zu betreiben sind und im unteren Teil eine Gruppe von Leuchtdioden LED-N, deren Leuchtdioden eben falls über zugehörige Ansteuerungen A aus einem Nebenfaden kreis NFK zu betreiben sind. Soll das über Leuchtdioden zur Anzeige zu bringende Lichtzeichen angeschaltet werden, so wird der Hauptfadenkreis HFK vom Stellwerk her bestromt. Der über die Leuchtdioden fließende Speisestrom wird im Stellwerk detektiert und macht dort den jeweils angeschalteten Signal begriff erkennbar. Sinkt der Speisestrom unter einen vorgege benen Grenzwert ab, so schaltet das Stellwerk auf die Spei sung des Nebenfadenkreises NFK um; diese Umschaltung kann auch vor Ort am Lichtsignal erfolgen, wenn zu diesem Zwecke dort in den Hauptfadenkreis ein entsprechender Sensor ge schaltet ist. Nach dem Umschalten auf den Nebenfadenkreis NFK leuchten die Leuchtdioden der Leuchtdiodengruppe LED-N und vermitteln einem Signalbeobachter weiterhin den angeschalte ten Signalbegriff. Durch Strombewertung des Nebenfadenkreises erkennt das Stellwerk den angeschalteten Signalbegriff und die jeweils bestromte Leuchtdiodengruppe. Wegen der im Hauptfadenkreis HFK aufgetretenen Störung wird im Stellwerk eine Störungsmeldung ausgelöst, die dazu genutzt werden kann, Maßnahmen zur Störungsbeseitigung einzuleiten. Fig. 1 shows in the upper part a first group LED-H of light-emitting diodes LED, which are to be operated via associated controls A from a main thread circuit HFK, and in the lower part a group of light-emitting diodes LED-N, the light-emitting diodes of which also via associated controls A NFK are to be operated from a secondary thread circle. If the light signal to be displayed via LEDs is to be switched on, the main thread circuit HFK is energized from the signal box. The feed current flowing through the LEDs is detected in the signal box and makes the signal that is switched on recognizable there. If the feed current falls below a predetermined limit value, the signal box switches to the feed of the secondary thread circuit NFK; this switchover can also take place on site at the light signal if a corresponding sensor is switched there for this purpose in the main thread circuit. After switching to the secondary thread circuit NFK, the light-emitting diodes of the light-emitting diode group LED-N light up and continue to convey the signal term to a signal observer. The interlocking recognizes the switched-on signal term and the respectively energized LED group by evaluating the current of the secondary thread circuit. Because of the fault that has occurred in the HFK main thread circuit, a fault message is triggered in the signal box, which can be used to initiate measures to remedy the fault.
Die in Fig. 1 dargestellten Leuchtdioden LED stehen für Ein zelleuchtdioden oder für jeweils mehrere in Reihe geschaltete Leuchtdioden. Die Ansteuerungen A dienen zur elektrischen An passung der Kennlinien der Leuchtdioden einer Gruppe von Leuchtdioden an die Kennlinie einer Signallampe.The light emitting diodes LED shown in Fig. 1 stand for a single cell light emitting diodes or for several light emitting diodes connected in series. The controls A are used for the electrical adaptation of the characteristic curves of the light-emitting diodes of a group of light-emitting diodes to the characteristic curve of a signal lamp.
Fig. 2 zeigt die Verteilung der in Fig. 1 unterschiedlichen Leuchtdiodengruppen LED-H und LED-N zugeordneten Leuchtdioden über die Sichtfläche eines kreisförmig angenommenen Leucht zeichens. Die Leuchtdioden der beiden Gruppen von Leucht dioden sind in Fig. 2 zur begrifflichen Unterscheidung durch weiße bzw. schwarze Kreise gekennzeichnet. Die Leuchtdioden der beiden Gruppen von Leuchtdioden sind über die Leuchtflä che des Lichtsignals, die mit der Sichtfläche des Lichtsi gnals identisch sein kann, statistisch verteilt angeordnet, so daß sowohl bei aus dem Haupt- als auch bei aus dem Neben fadenkreis gespeisten Leuchtdioden eine gleichmäßige Aus leuchtung der Lichtsignal-Sichtfläche gegeben ist. FIG. 2 shows the distribution of the light-emitting diodes assigned to different light-emitting diode groups LED-H and LED-N in FIG. 1 over the visible surface of a circularly assumed light-emitting sign. The light emitting diodes of the two groups of light emitting diodes are identified in FIG. 2 by white or black circles for conceptual differentiation. The light-emitting diodes of the two groups of light-emitting diodes are arranged in a statistically distributed manner over the light-emitting surface of the light signal, which can be identical to the visible surface of the light signal, so that even when the light-emitting diodes are fed from the main as well as from the auxiliary thread circle, they are evenly off Illumination of the light signal visible area is given.
In dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel stehen die Leuchtdioden LED für einzelne Leuchtdioden oder eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Leuchtdioden, die über ei ne gemeinsame Ansteuerung betrieben werden. Dabei ist es auch möglich, mehrere solcher Leuchtdioden-Reihenschaltungen ein ander parallel zu schalten und über eine gemeinsame Ansteue rung zu betreiben. Von der Darstellung des anzuzeigenden Si gnalbegriffes her wäre es wünschenswert, die Leuchtdioden der zu Untergruppen zusammengefaßten Leuchtdioden über die Sicht fläche des Lichtsignals verteilt anzuordnen. Das würde jedoch flexible Leitungen zwischen den Leuchtdioden und auch zur zu gehörigen Ansteuerung erforderlich machen. Von der Bestückung des LED-Lichtsignals mit Leuchtdioden, insbesondere auch für den Fall des Austausches defekter Leuchtdioden gegen intakte Leuchtdioden, wäre es wünschenswerter, die Leuchtdioden jeder der zu derartigen Untergruppen zusammengefaßten Leuchtdioden in einem festen Baustein unterzubringen, der bedarfsweise in ein dafür vorgesehenes Trägerfeld eingepaßt werden kann. In einen solchen Baustein sind vorzugsweise nur solche Leucht dioden untergebracht, die entweder aus dem Haupt- oder aus dem Nebenfadenkreis zu speisen sind. Insgesamt wäre es aber möglich, solche Bausteine mit z. B. jeweils acht oder neun Leuchtdioden so über die Leuchtfläche des Lichtsignals ver teilt anzuordnen, daß sowohl bei bestromtem Hauptfadenkreis als auch bestromtem Nebenfadenkreis eine homogene gerasterte Ausleuchtung der Leuchtfläche eines Lichtsignals sicherge stellt ist. Eine solche Anordnung hätte den Vorteil, daß das Signalbild bei Ausfall eines Leuchtdiodenbausteines kaum in Mitleidenschaft gezogen würde und daß ein rasches und damit kostengünstiges Auswechseln eines defekten Leuchtdiodenbau steins durch einen intakten Leuchtdiodenbaustein möglich wä re. Eine entsprechende Störungsmeldung könnte das Stellwerk aus der Änderung des Speisestromes des angeschalteten Licht signals ziehen, wobei das Stellwerk aus der Größe der Strom absenkung auch erkennen könnte, wie viele der Leuchtdioden bausteine ausgefallen sind und ob die Signaldarstellung ins gesamt so gestört ist, daß vom Hauptfadenkreis auf den Neben fadenkreis umzuschalten ist. In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the light-emitting diodes LED stand for individual light-emitting diodes or a plurality of light-emitting diodes connected in series, which are operated via a common control. It is also possible to connect several such light-emitting diode series circuits in parallel and to operate them via a common control. From the representation of the signal term to be displayed, it would be desirable to arrange the light-emitting diodes of the light-emitting diodes combined into subgroups over the visible area of the light signal. However, this would make flexible cables between the LEDs and the associated control necessary. From equipping the LED light signal with light-emitting diodes, in particular also in the case of replacing defective light-emitting diodes for intact light-emitting diodes, it would be more desirable to accommodate the light-emitting diodes of each of the light-emitting diodes combined into such subgroups in a fixed component, which if necessary fits into a carrier field provided for this purpose can be. In such a module, only those light-emitting diodes are preferably accommodated, which are to be fed either from the main or from the secondary thread circuit. Overall, however, it would be possible to use such building blocks with z. B. in each case eight or nine light-emitting diodes ver so arrange over the luminous area of the light signal that a homogeneous raster illumination of the luminous area of a light signal is ensured both when the main thread circuit is energized and the secondary thread circuit is energized. Such an arrangement would have the advantage that the signal pattern would hardly be affected in the event of a failure of a light-emitting diode module and that a defective light-emitting diode module could be replaced quickly and therefore inexpensively by an intact light-emitting diode module. The signal box could draw a corresponding fault message from the change in the feed current of the switched-on light signal, whereby the signal box could also recognize from the size of the current reduction how many of the light-emitting diode modules have failed and whether the signal display as a whole is so disturbed that the main thread circle to switch to the secondary thread circle.
Um den LED-Lichtsignalen bestimmte Abbildungseigenschaften zuzuordnen, kann es von Vorteil sein, den Leuchtdioden eines Lichtsignals eine von ihnen zu beleuchtende Optik zuzuorden. Diese Optik kann für alle Leuchtdioden oder jeweils nur für einen Teil der Leuchtdioden gemeinsam vorgesehen sein.Specific imaging properties around the LED light signals assign, it can be advantageous to the light emitting diodes Assign light signals to optics to be illuminated by them. This optics can be for all LEDs or only for each part of the light emitting diodes can be provided together.
Für eine möglichst lichtstarke Lichtzeichendarstellung ist es darüber hinaus von Vorteil, auch die Leuchtdioden selbst mit einer zugehörigen Optik zu versehen. Leuchtdioden mit solchen meist als Sammellinsen ausgebildeten Optiken sind am Markt erhältlich.It is for the brightest possible light sign representation It is also an advantage to include the LEDs themselves to provide an associated optic. LEDs with such optics designed mostly as converging lenses are on the market available.
Fig. 3 zeigt eine spezielle Ausgestaltung einer Leuchtdiode LED mit zwei Leuchtchips C1 und C2, die vorzugsweise ge trennt, aber auch gemeinsam angeschaltet werden können. Wer den sie gemeinsam angeschaltet, so ist bei einem Defekt einer der beiden Chips der andere weiterhin wirksam. Das hat den Vorteil, daß bei Ausfall einer Leuchtdiode der zugehörige Lichtpunkt auf der Sichtfläche des Lichtsignals nicht dunkel wird sondern nach wie vor, wenn auch mit geringerer Leistung, beleuchtet wird. Die Anordnung kann jedoch auch so getroffen werden, daß die beiden Chips jeder Leuchtdiode aus unter schiedlichen Speisekreisen zu betreiben sind, d. h. der eine wird aus dem Hauptfadenkreis und der andere aus dem Nebenfa denkreis gespeist. Bei einer solchen Ausprägung und Beschal tung von Leuchtdioden würde sich beim Umschalten vom Haupt auf den Nebenfadenkreis überhaupt keine vom Beobachter er kennbare Veränderung des Signalbildes einstellen. Für die In tegrierung mehrerer Leuchtchips in ein gemeinsames Leucht diodengehäuse sind die Leuchtdioden vorteilhaft als SMD- Leuchtdioden auszuführen. Fig. 3 shows a special embodiment of a light emitting diode LED with two light chips C1 and C2, which are preferably separated, but can also be switched on together. If you turn it on together, one of the two chips will still be effective if one of the two chips is defective. This has the advantage that if a light-emitting diode fails, the associated light spot on the visible surface of the light signal does not go dark, but is still illuminated, albeit with less power. The arrangement can, however, also be made so that the two chips of each light emitting diode are to be operated from under different feed circuits, ie one is fed from the main thread circuit and the other from the secondary circuit. With such a configuration and circuitry of light-emitting diodes, there would be no change in the signal pattern that the observer can detect when switching from the main to the secondary thread circle. For the integration of several light chips in a common light-emitting diode housing, the light-emitting diodes are advantageously designed as SMD light-emitting diodes.
Das erfindungsgemäße LED-Lichtsignal ist unabhängig von der konkreten Ausprägung einer Lichtsignalschaltung zum Steuern und Überwachen eines Lichtsignals. Es kann anstelle eines si gnallampenbetriebenen Lichtsignals an die vorhandene Verkabe lung zur Lichtsignalschaltung angeschlossen werden und ist daher besonders geeignet für den Ersatz von bislang in der Außenanlage vorgesehenen signallampenbetriebenen Lichtsigna len durch moderne LED-Lichtsignale.The LED light signal according to the invention is independent of the concrete form of a light signal circuit for control and monitoring a light signal. Instead of a si lamp-powered light signal to the existing wiring be connected to the light signal circuit and is therefore particularly suitable for the replacement of previously in the Outdoor facility provided signal lamp powered light signals len by modern LED light signals.
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