DE202006020163U1

DE202006020163U1 - Signalgeberoptik zum Einbau in eine Verkehrsampel

Info

Publication number: DE202006020163U1
Application number: DE202006020163U
Authority: DE
Original assignee: Lic Langmatz GmbH
Current assignee: Langmatz GmbH
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-02-07
Anticipated expiration: 2016-12-14

Abstract

Signalgeberoptik zum Einbau in eine Verkehrsampel (17), mit einer Lichtquelle, die eine Frontscheibe (16) beleuchtet,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtquelle eine einzige LED (1) ist, wobei die LED (1) von dem seiten-emittierenden Typ ist,
dass die LED (1) im Zentrum eines Reflektors (4) angeordnet ist,
und dass der Reflektor (4) abwechselnd konzentrisch angeordnete Ringabschnitte eines ersten Typs (6) und eines zweiten Typs (7) aufweist,
wobei die Ringabschnitte des ersten Typs (6) in solchen Winkeln zu der LED (1) angeordnet sind, dass sie keine Lichtstrahlen zu der Frontscheibe (16) reflektieren,
und wobei die Ringabschnitte des zweiten Typs (7) in solchen Winkeln zu der LED (1) angeordnet sind, dass sie Lichtstrahlen näherungsweise parallel zu der Längsachse (9) der Signalgeberoptik reflektieren.

Description

Die Erfindung betrifft eine Signalgeberoptik zum Einbau in eine Verkehrsampel, mit einer Lichtquelle, die eine Frontscheibe beleuchtet. Die Erfindung ist insbesondere, jedoch nicht ausschließlich für Kleinsignalgeber für Radfahrer und Fußgänger geeignet.
Bisher dient als Lichtquelle einer Signalgeberoptik üblicherweise eine Glühbirne, die den Nachteil hat, dass sie einen verhältnismäßig hohen Stromverbrauch und eine kurze Nutzungsdauer hat, so dass mehrmals im Jahr die Glühbirnen von Verkehrsampeln ausgetauscht werden müssen.
Um Stromverbrauch und Wartungsaufwand zu verringern, sind auch bereits Verkehrsampeln vorgeschlagen worden, deren Signalgeberoptik als Lichtquelle Leuchtdioden (LED) verwendet. Um in dem gesamten Bereich der Frontscheibe des Signalgebers ausreichend Licht und damit eine weitgehend homogen leuchtende Fläche zu erhalten, müssen bisher viele LEDs als Lichtquelle angeordnet werden, was auch wegen der erforderlichen vielfachen elektrischen Anschlüsse sehr aufwändig ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Signalgeberoptik zum Einbau in eine Verkehrsampel anzugeben, die die obigen Probleme vermeidet und die mit einfachen Mitteln eine gute, weitgehend homogene Lichtverteilung auf der Frontscheibe der Signalgeberoptik hervorruft.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung sieht vor, dass die Lichtquelle der Signalgeberoptik eine einzige LED ist, die von dem seiten-emittierenden (side emitting) Typ ist. Eine derartige LED strahlt ihr gesamtes Licht seitlich in einem Lichtkegel mit vorbestimmtem Öffnungswinkel ab, aber praktisch kein Licht nach vorne, d.h. in Richtung der Längsachse der LED bzw. der Signalgeberoptik.
Für die Erfindung geeignet ist beispielsweise die seiten-emittierende LED, die unter der Marke Luxeon Star in der jeweils benötigten Farbe von der Firma Lumileds Lighting U.S., LLC. erhältlich ist.
Weiter sieht die Erfindung vor, dass die LED im Zentrum eines Reflektors angeordnet ist, der abwechselnd konzentrische Ringabschnitte eines ersten und eines zweiten Typs aufweist, die aneinander anschließen. Diese Ringabschnitte beginnen mit einem Ringabschnitt des ersten Typs am inneren Rand der Öffnung des Reflektors, in die die LED hineinragt, wobei sich ein Ringabschnitt eines zweiten Typs anschließt und sich diese Folge erster und zweiter Ringabschnitte bis zu einem äußeren Randbereich des Reflektors fortsetzt, der frei von den ersten und zweiten Ringabschnitten sein kann, aber nicht sein muss.
Die Ringabschnitte des ersten Typs sind in solchen Winkeln zu der LED angeordnet, dass sie keine Lichtstrahlen nach vorne zu der Frontscheibe der Signalgeberoptik reflektieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass diese Ringabschnitte, die im Querschnitt bevorzugt geradlinig verlaufen, jeweils parallel zu den ankommenden Lichtstrahlen angeordnet sind, d.h. die diese Ringabschnitte enthaltenden Geraden verlaufen durch den Ausgangspunkt des seitlichen Lichtkegels der LED, wie dies in 2 dargestellt ist.
Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Ringabschnitte des ersten Typs auch in einem rückwärtigen Winkel zu den ankommenden Lichtstrahlen angeordnet sein können, d.h. die die Ringabschnitte enthaltenden Geraden können in einem Abstand über den Ausgangspunkt des seitlichen Lichtkegels der LED verlaufen.
Die Ringabschnitte des ersten Typs tragen somit praktisch nicht zur Beleuchtung der Frontscheibe des Signalgebers bei.
Die Ringabschnitte des zweiten Typs sind in solchen Winkeln zu der LED bzw. zu den jeweils ankommenden Lichtstrahlen angeordnet, dass sie die Lichtstrahlen näherungsweise parallel zu der Längsachse der LED bzw. der Signalgeberoptik reflektieren. Dabei ist in näheren Einzelheiten vorgesehen, dass die Winkel der Ringabschnitte des zweiten Typs so festgelegt sind, dass die jeweils auf die mittigen Kreislinien der Ringabschnitte des zweiten Typs auftreffenden Lichtstrahlen parallel zu der Längsachse der LED und damit zur Längsachse der Signalgeberoptik reflektiert werden, wie dies ebenfalls in 2 dargestellt ist.
Dabei ist bevorzugt, dass die mittigen Kreislinien der Ringabschnitte des zweiten Typs (oder querschnittlich betrachtet: die Mittelpunkte der die Ringabschnitte darstellenden Strecken) in der Projektion auf eine zur Längsachse der Signalgeberoptik senkrechte Ebene jeweils denselben Abstand voneinander haben (siehe auch 2).
Hierdurch lässt sich eine weitgehend gleichmäßige Beleuchtung der Frontscheibe durch die einzige LED erreichen.
Da die Breite der Ringabschnitte des zweiten Typs nicht konstant ist, sondern in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mit zunehmender Entfernung von der LED ansteigt, kann die Ausbildung der Ringabschnitte des ersten und des zweiten Typs auch so erfolgen, dass die Abstände der mittigen Kreislinien zweier benachbarter Ringabschnitte des zweiten Typs nicht konstant, sondern unterschiedlich ist. Beispielsweise kann der Abstand von innen nach außen zunehmen, wobei aber auch ein abnehmender Abstand im Rahmen der Erfindung liegt.
Der äußere Randbereich des Reflektors kann, wie oben erwähnt, frei von den Ringabschnitten des ersten und zweiten Typs sein und statt dessen kontinuierlich bogenförmig verlaufen. Der bogenförmige Abschnitt kann die Form eines Abschnitts einer Parabel haben. Alternativ können an dem äußeren Randbereich des Reflektors Ringabschnitte des zweiten Typs ohne dazwischen liegende Ringabschnitte des ersten Typs aneinander gesetzt sein.
Der Reflektor ist bevorzugt aus einem metallbeschichteten Kunststoff hergestellt.
Die LED kann auf einer Kühlplatte befestigt und mit einer im Abstand hinter der Kühlplatte angeordneten Platine verdrahtet sein. Alternativ hierzu kann die LED auch direkt auf einer zugehörigen Platine angeordnet sein, wenn diese gute Wärmeabgabeeigenschaften hat.
Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die LED mit ihrem elektrischen Anschluss und der Reflektor in einem Einsatzgehäuse untergebracht sind, an dessen vorderer Öffnung die Frontplatte angeordnet ist. Die Frontplatte ist zweckmäßigerweise durch eine Streuscheibe gebildet. Das Einsatzgehäuse mit der Signalgeberoptik wird in das Gehäuse einer Verkehrsampel eingesetzt.
Somit sieht die Erfindung eine Signalgeberoptik vor, die nur eine einzige LED enthält, die von dem seiten-emittierenden Typ ist und im Zusammenwirken mit dem erfindungsgemäßen Reflektor die Frontplatte des Signalgebers weitgehend homogen beleuchtet. Die erfindungsgemäße Signalgeberoptik hat mit ihrer einzigen LED einen einfachen Aufbau und einen geringen Wartungsaufwand.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer seiten-emittierenden LED;
2 die Strahlungseigenschaft einer seiten-emittierenden LED im Zusammenwirken mit einem erfindungsgemäßen Reflektor (rechte Bildhälfte) und im Zusammenwirken mit einem herkömmlichen Parabolspiegel (linke Bildhälfte);
3 einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Signalgeberoptik;
4 die Signalgeberoptik gemäß 3, eingebaut in eine Verkehrsampel, in einem Vertikalschnitt;
5 eine Ansicht der Anordnung gemäß 4;
6 die Strahlungscharakteristik gemäß 2 mit Größenangaben.
1 zeigt eine seiten-emittierende LED 1 in einem auf einer Platine 2 angeordneten Zustand. Eine solche LED ist – wie oben erwähnt – unter der Bezeichnung Luxeon Star am Markt erhältlich.
2 zeigt die LED 1 mit ihrem seitlichen Lichtkegel 3 im Zusammenwirken mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Reflektor 4 (rechte Bildhälfte) und mit einem herkömmlichen Parabolreflektor 5.
Der Reflektor 4 enthält aneinander anschließend abwechselnd Ringabschnitte 6 eines ersten Typs und Ringabschnitte 7 eines zweiten Typs. Die Ringabschnitte 6 ersten Typs, die querschnittlich geradlinig, d.h. eben ausgebildet sind, sind in solchen Winkeln zu der LED 1 angeordnet, dass die Geraden, die (querschnittlich betrachtet) diese Ringabschnitte 6 enthalten, durch den (ideellen) Nullpunkt oder Ausgangspunkt 8 des Lichtkegels 3 verlaufen. Damit reflektieren die Ringabschnitte 6 des ersten Typs kein Licht in Richtung der Längsachse 9 der LED 1 bzw. der erfindungsgemäßen Signalgeberoptik.
Die Ringabschnitte 7 des zweiten Typs sind in solchen Winkeln zu der LED 1 angeordnet, dass die jeweils auf die mittigen Kreislinien 10 der Ringabschnitte 7 auftreffenden Lichtstrahlen 11 parallel zu der Längsachse 9 reflektiert werden (strichpunktierte Linien 12).
Die Linien 12 haben jeweils den selben Abstand voneinander.
Die Ringabschnitte 6 des ersten Typs haben zum äußeren Rand des Reflektors 4 hin eine immer geringere Breite, so dass der äußere Randbereich 13 des Reflektors 4 von einem Punkt 14 an einen stetigen Verlauf hat. Dieser Randbereich ist querschnittlich leicht bogenförmig gekrümmt. Er kann auch aus im Winkel zueinander angeordneten Ringabschnitten 7 des zweiten Typs ohne dazwischenliegende Ringabschnitte des ersten Typs zusammen gesetzt sein.
2 zeigt schematisch in Form eines gestrichelt umrandeten Rechtecks 15, dass mit Hilfe des erfindungsgemäßen Reflektors 4 eine über die Breite des Reflektors weitgehend gleichmäßige Lichtverteilung und damit weitgehend homogene Beleuchtung der vorderen Streuscheibe 16 einer Verkehrsampel 17 erreicht wird. Mit einem herkömmlichen Parabolreflektor 18, der in der linken Bildhälfte dargestellt ist, wird hingegen eine über die Breite des Reflektors ungleichmäßige Beleuchtungsintensität hervorgerufen, was durch die Kurve 19 in 6 angedeutet ist.
3 zeigt die Signalgeberoptik im zusammengesetzten Zustand. Die LED 1 ist auf einer Kühlplatte 20 befestigt, hinter der sich im Abstand eine Platine 21 befindet, mit der die LED 1 auf nicht gezeigte Weise elektrisch verbunden ist. Zusammen mit dem Reflektor 4 sind diese Bauteile in einem Einsatzgehäuse 22 untergebracht, das seinerseits – wie 4 zeigt – in ein Gehäuse 23 eines Signalgebers bzw. einer Verkehrsampel 17 einsetzbar ist. Eine Streuscheibe 16 verschließt die Frontscheibe des Gehäuses 23 und ist von einem Frontteil 24 des Gehäuses 23 überdeckt. Mit Hilfe von angeformten oder angebrachten Befestigungsarmen 25 wird der Signalgeber an einem zugehörigen Mast befestigt.

Claims

Signalgeberoptik zum Einbau in eine Verkehrsampel (17), mit einer Lichtquelle, die eine Frontscheibe (16) beleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine einzige LED (1) ist, wobei die LED (1) von dem seiten-emittierenden Typ ist, dass die LED (1) im Zentrum eines Reflektors (4) angeordnet ist, und dass der Reflektor (4) abwechselnd konzentrisch angeordnete Ringabschnitte eines ersten Typs (6) und eines zweiten Typs (7) aufweist, wobei die Ringabschnitte des ersten Typs (6) in solchen Winkeln zu der LED (1) angeordnet sind, dass sie keine Lichtstrahlen zu der Frontscheibe (16) reflektieren, und wobei die Ringabschnitte des zweiten Typs (7) in solchen Winkeln zu der LED (1) angeordnet sind, dass sie Lichtstrahlen näherungsweise parallel zu der Längsachse (9) der Signalgeberoptik reflektieren.
Signalgeberoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel der Ringabschnitte des zweiten Typs (7) so festgelegt sind, dass die jeweils auf die mittigen Kreislinien (10) der Ringabschnitte des zweiten Typs (7) auftreffenden Lichtstrahlen (11) parallel zu der Längsachse (9) reflektiert werden.
Signalgeberoptik nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mittigen Kreislinien (10) der Ringabschnitte des zweiten Typs (7) in der Projektion auf eine zu der Längsachse (9) der Signalgeberoptik senkrechte Ebene jeweils denselben Abstand (a) voneinander haben.
Signalgeberoptik nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringabschnitte des ersten Typs (6) jeweils parallel zu den ankommenden Lichtstrahlen oder in einem rückwärtigen Winkel zu diesen angeordnet sind.
Signalgeberoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Randbereich (13) des Reflektors (4) frei von den Ringabschnitten des ersten Typs ist und auch frei von den Ringabschnitten des zweiten Typs (7) sein kann.
Signalgeberoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Randbereich des Reflektors aus Ringabschnitten des zweiten Typs (7) zusammengesetzt ist.
Signalgeberoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Randbereich des Reflektors querschnittlich stetig bogenförmig verläuft.
Signalgeberoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (1) auf einer Kühlplatte (20) befestigt ist und mit einer im Abstand von der Kühlplatte (20) angeordneten Platine (21) verdrahtet ist.
Signalgeberoptik nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die LED (1) mit ihrem elektrischen Anschluss und der Reflektor (4) in einem Einsatzgehäuse (22) untergebracht sind, an dessen vorderer Öffnung die Frontplatte (16) angeordnet ist.
Signalgeberoptik nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Frontplatte eine Streuscheibe (16) ist.