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Die Erfindung betrifft ein Lichtsignal
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Die nachstehenden Erläuterungen
beziehen sich im Wesentlichen auf Leuchtzeichen oder Lichtsignale
zur Darstellung von Signalbegriffen bei schienengebundenen Verkehrswegen,
ohne dass der beanspruchte erfinderische Gegenstand auf diese Anwendung
beschränkt
sein soll.
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Bei Eisenbahnsignalen muss gewährleistet sein,
dass der Triebfahrzeugführer
bei Annäherung an
das für
ihn bestimmte Signal dieses immer eindeutig erkennen kann. Dabei
müssen
unterschiedliche Streckengeometrien, d. h. gerade Strecke, Kurven
und/oder Höhenunterschiede,
berücksichtigt werden.
Für Signale
an einer kurvenfreien Strecke wird eine schmale Lichtverteilung
benötigt,
während bei
Kurven die Lichtverteilung breiter sein muss, um möglichst
auf dem gesamten Annäherungsweg
die Sichtbarkeit des Signals zu ermöglichen.
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Bei bekannten Lichtsignalen wird
als Leuchtmittel überwiegend
eine Glühlampe
oder eine LED-Anordnung verwendet. Zusätzlich kann ein Linsensystem
zur Erzeugung einer Abstrahlcharakteristik für schmale Lichtverteilung,
d. h. für
Geradesausfahrt, vorgesehen sein. Ausgehend von diesem optischen
Grundsystem werden verschiedene Abstrahlcharakteristiken durch mindestens
eine zusätzliche
Streuscheibe erzeugt. Neben der Fernbereichsdarstellung ist auch
eine Nahbereichsdarstellung des Signals erforderlich, damit der
Triebfahrzeugführer das
Lichtsignal auch dann erkennen kann, wenn er direkt vor dem Signal
steht. Um diese Forderung erfüllen
zu können,
werden so genannte Nahstreusektoren in die Streuscheibe für den Fernbereich
integriert. Auf diese Weise wird ein Teil des Lichts in einen definierten
Nahbereich abgelenkt. Im Nahstreubereich kann sich ein Lichtpunkt
in unterschiedlicher Lage zu den Augen des Triebfahrzeugführers befinden.
Normalerweise wird das Lichtsignal mehrere Meter oberhalb des Bodens
rechts oder links vom Gleis aufgestellt. So kann sich bei rechts
vom Gleis aufgestelltem Signal der Lichtpunkt entweder rechts schräg oberhalb,
rechts in gleicher Höhe
oder rechts schräg
unterhalb von den Augen des Triebfahrzeugführers befinden. Analog gilt
dieses auch für
Links vom Gleis aufgestellte Signale. Eine weitere Möglichkeit
ist, dass der Lichtpunkt direkt über
dem Gleis angeordnet wird, z. B. bei Signalbrücken. Entsprechend dem Aufstellungsort
des Signals muss die Lichtablenkung für den Nahstreubereich somit
in unterschiedliche Richtungen erfolgen. Folglich muss für jede mögliche Signalaufstellung
eine spezielle Streuschreibe benutzt werden, welche das Licht in
den jeweiligen Nahstreubereich lenkt. Hierfür wird eine Vielzahl von unterschiedlichen
Streuscheiben benötigt.
Eine andere Variante besteht darin, eine sehr breit streuende Nahbereichsstreuscheibe
zu verwenden, die beispielsweise den gesamten Bereich von rechts
oben bis rechts unten ausleuchtet. Auf diese Weise lässt sich
zwar die Anzahl der Streuscheibenvarianten verringern; da jedoch
immer nur ein Nahstreubereich benutzt wird und das Licht in mehrere Nahstreubereiche
gelenkt wird, geht bei dieser Variante jedoch ein beachtlicher Teil
an Lichtenergie verloren.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Lichtsignal der gattungsgemäßen Art
anzugeben, das eine optimale Abstrahlcharakteristik für unterschiedliche
Anbringungs- und Beobachtungspunkte, Kurvenradien des Schienenweges
und Erkennbar keitsweiten aufweist, wobei mit einer einzigen Streuscheibenausführung alle
möglichen
Signalaufstellungen im Bezug auf den Nahstreubereich berücksichtigt
werden sollen.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die Drehbarkeit der zweiten, für den Nahbereich vorgesehenen
Streuscheibe relativ zu der ersten, für den Fernbereich vorgesehenen
Streuscheibe ergibt sich eine universelle Einsetzbarkeit der Nahbereichsstreuscheibe
für jeden
Aufstellungsort des Lichtsignals. Dabei wird durch die fest angeordnete
erste Streuscheibe das Licht derart abgelenkt, dass die Forderungen
für die
Annäherung
an das Signal erfüllt
werden. Die drehbare Streuscheibe für den Nahbereich ist mit einer
Oberflächenstruktur versehen,
welche einen Teil des Lichts mit einem bestimmten Öffnungswinkel
und einem bestimmten Ablenkungswinkel zur optischen Achse ablenkt.
Durch Drehung der zweiten Streuscheibe kann das Licht in die gewünschte Richtung
abgelenkt werden. Dabei kann die zweite Streuscheibe im Zentrum
der ersten Streuscheibe, d. h. auf einer gemeinsamen optischen Achse,
aber auch außerhalb
des Zentrums angeordnet werden.
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Gemäß Anspruch 2 ist die optische
Achse bei zentraler Anordnung auch die Drehachse. Auf diese Weise
lässt sich
prinzipiell jeder beliebige Nahstreubereich quasi hindrehen.
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Eine einfache Variante, bei der die
zweite Streuscheibe vorzugsweise um 180° gewendet werden kann, charakterisiert
Anspruch 3. Damit lassen sich mindestens zwei Nahstreubereiche abdecken.
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Durch eine rastende Verbindung zwischen der
drehbaren und der festen Streuscheibe gemäß Anspruch 4, ergibt sich eine
einfa che Montage vor Ort. Der Drehwinkel zwischen zwei Raststellen
kann beispielsweise 45° betragen,
so dass insgesamt acht Raststellen vorgesehen sind.
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Vorzugsweise ist gemäß Anspruch
5 die drehbare Streuscheibe auf der der Lichtquelle zugewandten
Seite der festen Streuscheibe angeordnet. Dadurch wird erreicht,
dass die der Lichtquelle abgewandten Seite der festen Streuscheibe
glatt ausgeführt
sein. kann. Nur diese glatte Seite ist der Witterung, insbesondere
Regen und Schnee, ausgesetzt. Da die Haftung an der glatten Seite
wesentlich geringer ist als an der zwecks Streuwirkung strukturierten Seite,
kann sich kaum Schmutz auf der Streuscheibe ablagern.
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Grundsätzlich kann die feste Streuscheibe gemäß Anspruch
6 auch als Abschlussscheibe ohne zusätzliche Streuwirkung ausgebildet
sein. Eine solche Abschlussscheibe wird für Lichtsignale verwendet, denen
sich der Triebfahrzeugführer
auf einer geraden Strecke ohne Kurven und Höhenunterschiede nähert. Auf
einer derartigen kurvenfreien Strecke kann mit der höchsten Fahrzeuggeschwindigkeit
gefahren werden. Somit werden höchste
Erkennungsweiten und höchste
Lichtleistung für
den Fernbereich benötigt.
Dafür ist
eine eher schmale Lichtverteilung erforderlich, welche die Erkennbarkeit
im Nahbereich verringert. Wird eine solche Abschlussscheibe ohne Streuwirkung
mit einer drehbbaren Streuscheibe für den Nahbereich kombiniert,
so entsteht ein Lichtsignal, welches die zur Verfügung stehende
Lichtmenge optimal sowohl für
den Fernbereich als auch für
den Nahbereich ausnutzt.
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Für
kurvige Strecken ist gemäß Anspruch
7 eine feste Streuscheibe mit asymmetrischer Abstrahlcharakteristik
vorgesehen. Bei einer Linkskurve wird beispielsweise in der horizontalen Ebene
eine größere Lichtmenge
nach links als nach rechts abgelenkt. Besitzt eine solche Streuscheibe
vertikal eine symmetrische Abstrahlcharakteristik, so kann dieser einfach
um 180° gedreht
werden und somit auch für eine
Rechtskurve eingesetzt werden. Analog ist auch eine vertikale Asymmetrie
möglich,
wobei auf diese Weise Höhenunterschiede
bei Berg- und Talfahrten bis
zu einer bestimmten Größenordnung
ausgeglichen werden können.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand
figürlicher
Darstellungen näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
schematische Seitenansicht einer Lichtverteilung im Nah- und Fernbereich,
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2 wie 1 in schematischer Ansicht von
oben, 3 die Lage eines
Lichtpunktes in Abhängigkeit
von der Signalaufstellung und
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4 eine
Streuscheibenanordnung mit anpassbarem Nahstreusektor.
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1 veranschaulicht
ein Lichtsignal LS mit einem ersten Lichtkegel für den Fernbereich FB und einem
zweiten Lichtkegel für
den Nahbereich NB. Ein Eisenbahngleis EG ist auf einer Ebene, d.
h. im Wesentlichen ohne Steigung verlegt. In der Sicht von oben,
die 2 zeigt, ist erkennbar,
dass das Eisenbahngleis EG von rechts kommend eine leichte Linkskurve
aufweist. Zur Anpassung an die Streckengeometrie ist der Lichtkegel
für den
Fernbereich FB horizontal verbreitert, so dass sich im Querschnitt
in etwa eine ellipsenförmige
Lichtverteilung ergibt. Die Horizontalverbreiterung lässt sich
beispielsweise durch eine spezielle Flächengeometrie der Lichtaustrittsfläche des
Lichtsignals LS realisieren.
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Wenn sich der Triebfahrzeugführer dem Lichtsignal
LS nähert,
gelangt er kurz vor dem Standort des Lichtsignals LS in dessen Nahbereichskegel NB.
In diesem Bereich hängt
die Sichtbarkeit des Signalbegriffes von dem genauen Anbringungsort
des Lichtsignals LS ab. In 3 sind
sieben verschiedene Standorte im Verhältnis zum Triebfahrzeugführer TF
dargestellt. Dabei kann das Lichtsignal LS gegenüber dem Triebfahrzeugführer TF
entweder links-oben LO, Links-mitte LM, links-unten LU, oben OB,
rechts-oben RO, rechts-mitte RM oder rechts-unten RU erscheinen.
Um sämtliche,
derart unterschiedlich orientierte Lichtkegel für den Nahbereich NB mit einer
einzigen Streuscheibe einstellen zu können, ist eine Streuscheibe
S-NB für
den Nahbereich NB vorgesehen, welche relativ zu einer festen, für den Fernbereich
vorgesehenen Streuscheibe S-FB drehbar angeordnet ist. Diese Anordnung
ist in 4 dargestellt,
wobei der Pfeil P die Lichtorientierung – in diesem Fall nach links
unten – symbolisiert. Die
dargestellte Pfeilrichtung ist folglich für eine Signalanordnung rechts- oben RO geeignet.
Wenn das Lichtsignal LS hingegen links unterhalb der Blickrichtung
des Triebfahrzeugsführer
TF, nämlich
bei LU angeordnet wäre,
müsste
die Nahbereichsstreuscheibe S-NB beispielsweise um 180° gedreht
werden. Es ist ersichtlich, dass sieben Positionen für die Drehung der
Nahbereichsstreuscheibe S-NB ausreichen. Dafür können sieben Raststellen mit
sechs 45°-Abständen und
einem 90°-Abstand
oder auch acht Raststellen mit jeweils 45°-Abstand vorgesehen sein. Bei
ersterer Variante ergibt sich zusätzlich eine Montagehilfe für die richtige
Ausrichtung des Lichtkegels für
den Fernbereich FB.
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Die Erfindung beschränkt sich
nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist
eine Anzahl von Varianten denkbar, welche auch bei grundsätzlich anders
gearte ter Ausführung von
den Merkmalen der Erfindung Gebrauch machen.