DE4206056C1 - Light beacon with variable output beam characteristic - determined by annular light dispersal insert fitted within main part of cylindrical lens head - Google Patents
Light beacon with variable output beam characteristic - determined by annular light dispersal insert fitted within main part of cylindrical lens headInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Leuchtfeuer mit einer im wesentli chen zylinderförmigen Linse, welche das von einer im Leuchtfeu er angeordneten Lichtquelle ausgesandte Licht sammelt und über den gesamten Umfang der Linse abstrahlt.The invention relates to a beacon with a substantially Chen cylindrical lens, which the one of the beacon he arranged light source collects and transmits light radiates the entire circumference of the lens.
Leuchtfeuer dieser Art sind aus der DE-PS 537 285 sowie aus dem Siemens Prospekt "Gefahrenfeuer", Order No. J 311/1006-444; 63 125 Ps 2731 bekannt. Sie finden üblicherweise Verwendung als landfeste Positionsfeuer oder als Feuer auf schwimmenden Gerä teträgern. Hauptbestandteil solcher Leuchtfeuer ist eine 360°- Linse (Gürtellinse), welche eine im wesentlichen zylinderförmi ge Formgebung aufweist und so ausgebildet ist, daß die Lichtab strahlung über den gesamten Linsenumfang gleichmäßig erfolgt. Die Lampen werden unterschiedlich getaktet, so daß verschiedene Blitzfolgen entstehen, die zur Identifizierung des Leuchtfeuers dienen. Damit diese Blitzfolgen, z. B. beim Einsatz auf schwim menden Bojen, nicht verstümmelt werden, ist eine andere Ab strahlcharakteristik erforderlich als bei landfesten Positions feuern. Für unterschiedliche Standorthöhen und unterschiedliche Einsatzbereiche muß also jeweils eine entsprechende Linse zur Anpassung der Abstrahlcharakteristik bereitgestellt werden. Dies ist zeit- und kostenaufwendig.Beacons of this type are from DE-PS 537 285 and from Siemens "Hazard Fire" brochure, Order No. J 311 / 1006-444; 63 125 Ps 2731 known. They are usually used as land-based position fire or as a fire on floating devices carriers. The main component of such beacons is a 360 ° Lens (belt lens), which is an essentially cylindrical Ge shape and is designed so that the light radiation takes place evenly over the entire lens circumference. The lamps are clocked differently, so that different Lightning sequences arise that identify the beacon serve. So that these flash sequences, e.g. B. when used on swimming emitting buoys, not to be maimed, is another thing beam characteristics required than for land-based positions to fire. For different location heights and different Areas of application must therefore each have a corresponding lens Adjustment of the radiation pattern can be provided. This is time consuming and costly.
Aus dem DE-GM 73 42 648 ist bekannt, zwischen der Lichtquelle einer Signalleuchte und deren Gürtellinse eine zusätzliche Sam mellinse anzuordnen, die einen Teil des Lichts der Lichtquelle sammelt, so daß dieses Licht als paralleles Lichtbündel aus der Gürtellinse austritt. Die Sammellinse ist dabei mittels eines Stabes justierbar an einer drehbaren Scheibe befestigt.From DE-GM 73 42 648 it is known between the light source a signal light and its belt lens an additional Sam arrange mellinse which is part of the light of the light source collects so that this light as a parallel beam from the Belt lens emerges. The converging lens is by means of a Adjustable bar attached to a rotating disc.
Die DE-OS 287 048 beschreibt einen Lichtsignalapparat, bei wel chem zum Einstellen der Lichtverteilung über oder unter der Horizontalebene Teile der Gläseroptik gegeneinander und zur Lichtquelle verschoben werden können.DE-OS 287 048 describes a light signal apparatus in which chem to adjust the light distribution above or below the Horizontal plane parts of the lens optics against each other and to Light source can be moved.
Eine Seitenlaterne für Wasserfahrzeuge, welche die Strahlen un abhängig von der Stellung des Fahrzeugs stets parallel zur Was seroberfläche aussendet, ist in der DE-PS 444 293 beschrieben. Die beschriebene Seitenlaterne verfügt dazu über eine zwischen der Lichtquelle und der Fresnellinse pendelnd aufgehängte Streuungslinse, die im Gegensatz zur Lichtquelle die Bewegungen des Fahrzeugs nicht mitmacht, sondern sich stets lotrecht bzw. derart einstellt, daß die Lichtstrahlen immer parallel zur Was seroberfläche ausgesandt werden.A side lantern for watercraft, which the rays un depending on the position of the vehicle always parallel to what emits surface is described in DE-PS 444 293. The side lamp described has a between the light source and the Fresnel lens suspended Scattering lens, which in contrast to the light source, the movements of the vehicle does not participate, but always perpendicular or so that the light rays are always parallel to what be sent out.
Aus der DE-PS 581 207 ist ein rotierendes Leuchtfeuer bekannt, in dessen schrägstehende, zylindrische Gürtellinse an sich be kannte konvexe Bullaugenlinsen mit waagerechten, senkrecht zur schrägen Achse stehenden optischen Achsen eingebaut sind, wo durch waagerecht kreisende Lichtbündel gebildet werden, die aufgrund ihrer höheren Leuchtstärke auch in weiterer Entfernung gut sichtbar sind.A rotating beacon is known from DE-PS 581 207, in its oblique, cylindrical belt lens itself knew convex porthole lenses with horizontal, perpendicular to inclined axis optical axes are installed where are formed by horizontally rotating light beams that due to their higher luminosity, also at a distance are clearly visible.
Aus der FR 10 38 702 ist darüber hinaus ein Streueinsatz für die Linse einer Signalleuchte bekannt, der sich als optisches Bauteil in das Innere der beschriebenen Linse einfügt. Dabei handelt es sich um einen kreisförmigen Streueinsatz, der über ein in einem festen Metallrohr verlaufendes flexibles Kabel mit einem Drehknopf o. ä. am Kopf der Leuchte verbunden ist. Durch Drehen an dem Drehknopf dreht sich demgemäß der Streueinsatz um seinen Kreismittelpunkt, wodurch ein durch den Streueinsatz er zeugter, dem Hauptstrahl parallelen Lichts der Signalleuchte überlagerter Richtstrahl im vorgegebenen Raumwinkelbereich ein gestellt werden kann.FR 10 38 702 also describes a spreading insert for the lens of a signal lamp known to be the optical Insert component into the interior of the lens described. Here it is a circular spreading insert that over a flexible cable running in a solid metal tube a knob or the like is connected to the head of the lamp. By Accordingly, turning the rotary knob turns the spreading insert its center of the circle, making it a scattering insert witnessed, the main beam parallel light of the signal lamp superimposed beam in the specified solid angle range can be put.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Anpassung der Abstrahlcharakteristik mit einfachen Mitteln zu bewerkstel ligen.The invention has for its object the adaptation of Beam characteristics to be made with simple means leagues.
Gelöst wird die Aufgabe bei einem Leuchtfeuer der eingangs ge nannten Art dadurch, daß ein im wesentlichen ringförmiger Streueinsatz zum Einsetzen in den Hauptbereich der Linse vor gesehen ist, welcher eine Veränderung der Abstrahlcharakter istik bewirkt,wobei der Streueinsatz eine Außenkontur aufweist, die sich paßgenau in das Innere der Linse einfügt. Der vorteil hafterweise aus Kunststoff hergestellte Streueinsatz ist auf den Hauptbereich der Linse beschränkt, so daß es sich dabei um ein einfaches Bauteil handelt, welches schnell ausgelegt und preiswert herzustellen ist. Insbesondere werden durch die paß genaue und umlaufende Ausführung des Streueinsatzes zusätzliche Haltevorrichtungen überflüssig.The task is solved by a beacon at the beginning named type in that a substantially annular Spreading insert for insertion in the main area of the lens is seen which is a change in the radiation character istik effect, the spreading insert has an outer contour, that fits snugly into the inside of the lens. The advantage spreading insert made of plastic is open confines the main area of the lens so that it is a simple component that is quickly designed and is inexpensive to manufacture. In particular, the passport exact and circumferential execution of the spreading insert additional No need for holding devices.
In Ausgestaltung der Erfindung weist der Streueinsatz an seiner Außenseite mehrere horizontal um den Streueinsatz umlaufende rillenartige Einbuchtungen auf, welche durch ihren konkaven Querschnitt eine Aufweitung des abgestrahlten Lichtsignals be wirken. Ein Leuchtfeuer mit derart vergrößertern Abstrahlwinkel findet zweckmäßigerweise als Bojenfeuer Verwendung.In an embodiment of the invention, the spreading insert has on it Outside several around the spreading insert horizontally groove-like indentations, which are characterized by their concave Cross section an expansion of the emitted light signal be Act. A beacon with such an enlarged beam angle is conveniently used as a buoy fire.
In vorteilhafter Ausführung fügt sich der Streueinsatz im Mit telbereich paßgenau in das Linseninnere ein, wobei er wahlweise fest verklebt oder wieder lösbar arretiert wird.In an advantageous embodiment, the spreading insert fits in with tel range fits snugly into the inside of the lens, optionally firmly glued or releasably locked again.
Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispieles in der Zeichnung veranschaulicht und wird im folgenden erläutert. Es zeigtThe invention is based on an embodiment in the Drawing illustrates and is explained below. It shows
Fig. 1 die schematische Längsschnittdarstellung einer Linse eines Leuchtfeuers, und Fig. 1 is a schematic longitudinal sectional view of a lens of a beacon, and
Fig. 2 ein Diagramm der Abstrahlcharakteristik. Fig. 2 is a diagram of the radiation characteristic.
In Fig. 1 ist die Linse eines erfindungsgemäßen Leuchtfeuers (1) dargestellt, dessen Befestigung und Lichtquelle nicht ge zeigt wird. Das Leuchtfeuer (1) besteht aus einer im wesent lichen zylinderförmigen, nach oben hin leicht konisch verlau fenden Linse (2), aus einem das obere Ende der Linse (2) dicht abschließenden kuppelförmigen Leuchtendeckel (3) und aus einem am unteren Ende der Linse (2) angebrachten Befestigungsring (4). Die nach außen weisende Oberfläche der 360°- Grundlinse (2) weist eine an sich bekannte Profilierung aus optischen Ele menten (21) auf, welche im Haupt- oder Mittelbereich der Linse eine im wesentlichen konvexe Form (22) einnehmen. Durch diese Ausgestaltung der Linse (2) wird das von einer im Leuchtfeuer (1) angeordneten (nicht dargestellten) Lichtquelle ausgesandte Licht gesammelt und vorzugsweise in der als 0°-Ebene bezeichne ten Ebene senkrecht zur Leuchtfeuermittelachse (M) abgestrahlt.In Fig. 1 the lens of a beacon according to the invention ( 1 ) is shown, the attachment and light source is not shown ge. The beacon ( 1 ) consists of an essentially union-shaped, slightly conically extending lens ( 2 ), from an upper end of the lens ( 2 ) tightly sealing dome-shaped lamp cover ( 3 ) and from one at the lower end of the lens ( 2 ) attached mounting ring ( 4 ). The outward-facing surface of the 360 ° base lens ( 2 ) has a known profile from optical elements ( 21 ) which assume a substantially convex shape ( 22 ) in the main or central region of the lens. This configuration of the lens ( 2 ) collects the light emitted by a light source (not shown) arranged in the beacon ( 1 ) and preferably emits it in the plane referred to as the 0 ° plane, perpendicular to the center axis of the beacon (M).
Im Innern des Leuchtfeuers (1) befindet sich ein im wesentli chen ringförmiger Streueinsatz (5), dessen Außenkontur der In nenkontur der Linse (2) angepaßt ist, also nach oben einen leicht konischen Verlauf aufweist. Der Streueinsatz (5) besteht aus Kunststoff, z. B. dem witterungsbeständigen und besonders lichtdurchlässigen PMMA (Polymethylmethacrylat). Der Streuein satz (5) liegt paßgenau an der glatten Innenwand der Linse (2) an. In dieser Lage kann er entweder fest verklebt oder aber wieder lösbar arretiert werden. Die Oberfläche des Streueinsat zes (5) weist zur Linse (2) hin eine sich über den gesamten Um fang des Streueinsatzes erstreckende Aussparung (51) auf. An der Stirnwand der Aussparung (51) erkennt man mehrere konkave Rillen (52), die als horizontale Rillen ebenfalls um den Streu einsatz herumlaufen.Inside the beacon ( 1 ) there is a ring-shaped scattering insert ( 5 ) in wesentli, the outer contour of which is adapted to the inner contour of the lens ( 2 ), ie has a slightly conical shape at the top. The spreading insert ( 5 ) consists of plastic, e.g. B. the weatherproof and particularly translucent PMMA (polymethyl methacrylate). The litter insert ( 5 ) fits snugly against the smooth inner wall of the lens ( 2 ). In this position, it can either be firmly glued or releasably locked again. The surface of the litter insert ( 5 ) has a recess ( 51 ) extending to the lens ( 2 ) over the entire circumference of the litter insert. On the end wall of the recess ( 51 ) you can see several concave grooves ( 52 ), which also run around the litter insert as horizontal grooves.
Durch die konkave Ausführung wirkt jede Rille (52) als Streu linse, die divergierende Lichtstrahlen auf die Linse (2) pro jiziert. Die als Sammellinse wirkende Linse (2) bündelt die se Strahlen wieder. Durch geeignete Ausführung des Streueinsat zes (5) und der konkaven Rillen (52) ergibt eine Kombination der Wirkungen des Streueinsatzes (5) und der Linse (2) eine gewünschte veränderte Abstrahlcharakteristik.Due to the concave design, each groove ( 52 ) acts as a scattering lens, which projects divergent light beams onto the lens ( 2 ). The lens ( 2 ) acting as a converging lens bundles these rays again. By suitable design of the Streueinsat zes (5) and the concave grooves (52) a combination of the effects of the stray insert (5) and the lens (2) results in a desired change in radiation characteristic.
Das Diagramm der Fig. 2 veranschaulicht die Wirkung des Streu einsatzes (5) auf die Abstrahlcharakteristik des Leuchtfeuers (1). Auf der Abszisse ist der Winkel (α) aufgetragen, wobei 0° der senkrecht zur Leuchtfeuermittelachse (M) verlaufenden Abstrahlebene entsprechen und (α) den Blickwinkel eines Leuchtfeuerbetrachters darstellt (vgl. Fig. 1). Der Winkel (α) entspricht somit auch dem Neigungswinkel der Leuchtfeuermittel achse (M) eines auf einer Boje montierten Leuchtfeuers (1) zur vertikalen, welches die durch Wellengang verursachten Schwan kungsbewegungen der Boje mit vollzieht.The diagram of Fig. 2 illustrates the effect of the litter insert ( 5 ) on the radiation characteristics of the beacon ( 1 ). The angle (α) is plotted on the abscissa, where 0 ° corresponds to the radiation plane running perpendicular to the center axis of the beacon (M) and (α) represents the viewing angle of a beacon viewer (cf. FIG. 1). The angle (α) thus also corresponds to the angle of inclination of the beacon center axis (M) of a beacon ( 1 ) mounted on a buoy to the vertical, which executes the fluctuations of the buoy caused by waves.
Die Ordinate des Diagramms entspricht der Strahlungsstärke (I) im sichtbaren Wellenlängenbereich, die ein unter dem Winkel (α) auf das Leuchtfeuer blickender betrachter wahrnimmt. Ein z. B. fest auf dem Land montiertes Leuchtfeuer ohne Streueinsatz (5) strahlt Licht mit einer dem Kurvenverlauf (F) entsprechenden Charakteristik ab. Ein Großteil des Lichts wird demnach in ei nem kleinen Winkelbereich um 0° herum abgestrahlt, während für größere Betrachtungswinkel die Leuchtkraft schnell abnimmt.The ordinate of the diagram corresponds to the radiation intensity (I) in the visible wavelength range, which is perceived by an observer looking at the beacon at the angle (α). A z. B. permanently mounted beacon without scattering ( 5 ) emits light with a characteristic corresponding to the curve (F). A large part of the light is therefore emitted in a small angular range around 0 °, while the luminosity quickly decreases for larger viewing angles.
Die Kurve (Bi) beschreibt die ideale Lichtverteilung eines auf einer Boje montierten Leuchtfeuers. Ein ideales Bojenfeuer sen det demnach in einem relativ breiten Winkelbereich (in der Pra xis etwa -12° α +12°), Licht mit gleichbleibender Intensi tät aus, ist aber ab einem bestimmten Grenzwinkel, d. h. bei zu starker Neigung der Boje (z. B. α< 20°) unsichtbar. In der Pra xis kann ein mit einem Streueinsatz (5) versehenes Bojenleucht feuer (1) eine Abstrahlcharakteristik gemäß der Kurve (Br) er zielen. Zwar nimmt auch hier für Blickwinkel ungleich 0° die Lichtstärke graduell ab, ist jedoch auch bei größeren Winkeln noch stark genug, um wahrgenommen werden zu können. Dies gilt auch bei Betrachterwinkeln, die größer sind als die Winkel (α), unter denen das "ideale" Bojenfeuer erkennbar wäre.The curve (B i ) describes the ideal light distribution of a beacon mounted on a buoy. An ideal buoy fire therefore emits light with a constant intensity in a relatively wide angular range (in practice about -12 ° α + 12 °), but is from a certain critical angle, ie if the buoy is inclined too much (e.g. B. α <20 °) invisible. In practice, a buoy light ( 1 ) provided with a scattering insert ( 5 ) can achieve a radiation characteristic according to the curve (B r ). Although the light intensity gradually decreases for viewing angles not equal to 0 °, it is still strong enough even at larger angles to be perceptible. This also applies to viewing angles that are larger than the angles (α) at which the "ideal" buoy fire would be recognizable.
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