DE602004011708T2

DE602004011708T2 - Antikollisionsleuchte für Luftfahrzeuge

Info

Publication number: DE602004011708T2
Application number: DE602004011708T
Authority: DE
Inventors: Paul E. Brenner; Heini E. Hirni; Thomas Schedler
Original assignee: Flight Components AG
Current assignee: Emteq Europe GmbH
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2009-01-29
Anticipated expiration: 2024-10-12
Also published as: DE602004011708D1; EP1510457A3; US7236105B2; EP1510457A2; ATE385952T1; US20060077071A1; EP1510457B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Antikollisionslicht für ein Flugzeug und insbesondere auf solch ein Licht mit Leuchtdioden als Lichtquellen.
Die internationalen Regulierungen für Luftflugzeuge (z. B. von der "EASA" = Europäische Agentur für Flugsicherheit oder "FAR" = U.S. Bundesluftfahrtregelungen) mit fixierten oder rotatorischen Flügeln erfordern eine externe Beleuchtung, die zusätzlich zu den Positionslichtern so genannte Antikollisionslichter erfordert, die bei Tag und bei Nacht über einer bestimmten minimalen Intensität, die in Candela angegeben wird, strahlen müssen. Gemäss der EASA müssen die Antikollisionslichter z. B. in Rot ("Luftfahrt Rot") oder in Weiss ("Luftfahrt Weiss") mit einer vorbestimmten Intensität und Farbe und auch innerhalb eines gegebenen Raumwinkels strahlen.
Eine übliche Quelle für blinkende Antikollisionslichter wird z. B. durch Xenon-Blinkröhren bereitgestellt, die Licht in einem Lichtspektrum abstrahlen, das dem menschlichen Auge weiss erscheint, und die mit einem Rotfilter (typischerweise rotem Glas) versehen werden für den Betrieb in dem roten Spektralbereich. Es ist ebenfalls bekannt, Antikollisionslichter mit Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen bereitzustellen. DE-U-203 11 169 , welches alle die Merkmale des Oberbegriffs des unabhängigen Anspruchs 1 zeigt, zeigt ein Signallicht für Fahrzeuge mit einer LED-Konsole und einem gemeinsamen Reflektor oberhalb der genannten Konsole. JP-A-2000 045237 zeigt ein Kennlicht von ähnlicher Konstruktion. US-A-4 935 665 zeigt ein Fahrzeugbremslicht mit Dioden, die in Vertiefungen auf einer metallischen Platte angebracht sind, und mit Reflektoren, die oberhalb der genannten Vertiefungen angebracht sind.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf, ein LED-Antikollisionslicht mit einem kompakten Design bereitzustellen, welches einfach herzustellen ist.
Dieses Ziel wird mit einem Antikollisionslicht gemäss Anspruch 1 erreicht.
Die gemeinsame Ebene erlaubt ein automatisiertes, wohl definiertes Montieren der LEDs und einen gleichen Reflektionswinkel für all die Lichtstrahlen, die von den Dioden auf die Reflektionsmittel abgestrahlt werden. Diese Mittel sind vorzugsweise mehreren oder allen Leuchtdioden gemeinsam.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine zweite Ebene mit Dioden bereitgestellt, die ihr eigenes Reflektionsmittel haben. Es ist weiter bevorzugt, die Ebenen durch Platinen bereitzustellen, auf welchen die Dioden montiert und durch welche die Dioden direkt mit Spannung und Strom gespeist werden. In einer anderen Ausführungsform ist es bevorzugt, durch eine Reflektionsschicht auf der Ebene in einem Gebiet oder in Gebieten um einige oder jede der genannten Dioden herum ein fünftes Reflektionsmittel zu haben.
Weitere Implementierungen, Vorteile und Anwendungen der Erfindung können von den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung mit Hilfe der Zeichnungen hergeleitet werden. Darin zeigen
1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform;
2 eine perspektivische Ansicht dieser Ausführungsform;
3 eine Draufsicht;
4 eine Explosionsdarstellung der Ausführungsform;
5 ein inneres Modul des Antikollisionslichts mit zwei Ebenen in einer Seitenansicht;
6 eine perspektivische Ansicht des Moduls;
7 eine Draufsicht auf das Modul;
8 eine Explosionsdarstellung des Moduls;
9 eine montierte LED;
10 ein Schaltbild der LEDs;
11 eine andere Ausführungsform eines Moduls in perspektivischer Ansicht und
12 das Modul von 11 in Explosionsdarstellung.
Eine erste Ausführungsform eines Antikollisionslichts für ein Flugzeug (hiernach ACL genannt) ist in den 1–10 gezeigt. 1–3 zeigen das ACL von der Aussenseite in verschiedenen Ansichten, wobei es gesehen werden kann, dass das ACL 1 einen Fassungsteil 4, 5, ein Hauptgehäuse 3 und eine transparente Abdeckung 2 umfasst. Innerhalb der transparenten Abdeckung 2 ist das Modul 8 mit den Leuchtdioden 8 platziert, aber es ist in den 1–3 nicht gezeigt. Die Explosionsdarstellung der 4 zeigt dieselben Elemente und legt das Modul 8 bloss, das an dem Gehäuseteil 3 angebracht ist und von der transparenten Abdeckung 2 abgedeckt. Eine ringförmige Manschette 9 befestigt die Abdeckung 2 an dem Gehäuse 3 und das Modul 8 ist an dem selben Gehäuse 3 angebracht, wie später in 8 gezeigt werden wird. Innerhalb des Gehäuses 3 können die elektronischen Komponenten für die Versorgung der Leuchtdioden mit Energie (Niederspannung Gleichstrom) auf einer Platine 6 angebracht sein. Das Gehäuse 3 ist durch einen unteren Teil 4, der zu der Fassung gehören oder Teil des Gehäuses 3 selbst sein kann, geschlossen. Die Fassung 4 und 5 kann eine schraubenartige Fassung wie dargestellt oder jede andere Art von Fassung zum Montieren des ACL an einem Flugzeug, wie sie dem Fachmann bekannt ist, sein.
5, 6 und 7 zeigen das Modul 8 in einer bevorzugten speziellen Ausführungsform. In der Seitenansicht von 5 ist eine Ebene 12 gezeigt, auf welcher die Leuchtdioden angebracht sind, wie in 8 gesehen werden kann. Ein Reflektionsmittel 16 – in diesem Fall ein parabolischer Reflektor, der einen kreisförmigen oberen Rand 16' hat – reflektiert Licht, das von den Leuchtdioden aufwärts in Richtung auf das Reflektionsmit tel 16 abgestrahlt wird, in einer seitlichen Art, wie es durch die Pfeile A in 5 angegeben ist, da eine Anzahl von Leuchtdioden um den unteren Rand 16" des Reflektionsmittels 16, vorzugsweise in einem Kreis, angeordnet sind. Dadurch kann eine räumliche Lichtabgabecharakteristik des ACL von 360° erreicht werden. Die Ebene 12 und das Reflektionsmittel 16 sind vorzugsweise auf einer Halterung 11 angebracht. Auf derselben Halterung 11 oder auf einer anderen Halterung kann eine andere Ebene 22, die mit ihrem Rücken dem Rücken der Ebene 12 gegenüberliegt und die ebenfalls eine Anzahl von Leuchtdioden trägt, vorgesehen sein. Ein Reflektionsmittel 26 ist dann oberhalb der Ebene 22 angeordnet. "Oberhalb" bedeutet hier, dass das Licht, das von den Leuchtdioden auf der Ebene 22 abgestrahlt wird, ebenso weg von der Ebene meistens in einer senkrechten Richtung zur Ebene abgestrahlt wird und dann auf das Reflektionsmittel 26 fällt und seitlich gelenkt wird, wie es z. B. für einen einzelnen Lichtstrahl mit Pfeilen B in derselben Weise wie für die andere Ebene 12 mit Pfeilen A gezeigt ist. Also selbst wenn das Reflektionsmittel 26 in der Zeichnung unterhalb er Ebene 22 ist, wird hier angesichts der Richtung des Lichts gesagt, dass das Reflektionsmittel 26 oberhalb der Ebene 22 angeordnet ist.
Die Explosionsdarstellung von 8 zeigt die Konstruktion von solch einer Ausführungsform mit zwei Ebenen 12 und 22, würde aber ähnlich sein, wenn nur die Ebene 12 und das Reflektionsmittel 16 vorhanden wären. Die Ebene 12, welches die Basis für die Leuchtdioden 13 bildet, ist auf der Halterung 11 angeordnet, aber könnte selbstverständlich auch auf andere Weise in der ACL 1 gehalten sein. Die Leuchtdioden 13 sind in einem Kreis auf der Ebene 12 angeordnet, könnten aber selbstverständlich in einer anderen geschlossenen Linienform z. B. in einer rechteckigen Form, in offenen Linienformen, in Matrizenanordnungen oder selbst in einer zufälligen Weise angeordnet sein. Die Leuchtdioden 13 sind vorzugsweise direkt auf der Ebene 12 angebracht, welche eine Platine ist, die die elektrischen Verbindungen für die Dioden 13 umfasst. Die Dioden 13 sind wie bereits erwähnt in solch einer Weise angeordnet, dass ihre Hauptrichtung der Lichtabgabe im Wesentlichen senkrecht zu der Ebene 12 ist. Die Dioden 13 können mittels einer automatischen Ausrüstung zum Anbringen von elektronischen Teilen auf gedruckten Leiterplatten angebracht und montiert werden. Das Reflektionsmittel 16, welches als der bereits erwähnte bevorzugte parabolische Reflektor mit einem kreisförmigen Rand dargestellt ist, ist an der Halterung 11 z. B. mittels zwei Schrauben 66, die oberhalb des Reflektionsmittels 16 dargestellt sind und welche ebenfalls das Modul 8 an dem Gehäuseteil 3 fixieren, fixiert. Eine gedruckte Leiterplatte 12' ist an der Halterung 11 ebenfalls mittels Schrauben fixiert, aber könnte natürlich mittels beliebiger bekannter Mittel an der bevorzugten Halterung oder mittels anderer bekannter Mittel an dem Gehäuse des ACL fixiert sein.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Anzahl der Leuchtdioden zwanzig, aber die Anzahl könnte natürlich geändert werden. Die Leuchtdioden sind vorzugsweise elektrisch wie in dem Schaltbild von 10 dargestellt verbunden und zwei elektrische Anschlüsse 30 verbinden alle Leuchtdioden mit dem elektrischen Versorgungskreis, welcher nur als gedruckte Leiterplatte 6 in 4 gezeigt worden ist, aber welcher selbstverständlich anders innerhalb des ACLs angeordnet sein könnte. Jede Leuchtdiode kann mit einem Strom von z. B. 0,5 bis 0,8 A und mit einer Blinkrate von z. B. 44 Pulsen pro Minute gespeist werden. Die Einschaltdauer kann z. B. 250 Millisekunden sein; ein Diodentyp, der für solch ein ACL geeignet ist, ist z. B. der Typ MB042-SOL von roter Farbe. Wie bereits erwähnt ist es bevorzugt, die Leuchtdioden direkt auf der Ebene 12 anzuordnen, welche eine Platine ist. 9 zeigt ein Beispiel, wobei der Leuchtdiodenchip 13 direkt auf der gedruckten Leiterplattenebene 12 in bekannter Weise angebracht ist und Verbindungsdrähte 13' direkt von dem Chip 13 zu der Platine 12' verbunden sind. Es ist bevorzugt, dass eine transparente, giessbare Kunststoffmasse 52, z. B. eine Silikonmasse, verwendet wird, um die Verbindungsdrähte 13' und den Leuchtdiodenchip 13 zu schützen. Ein Rahmen 15 formt ein Fach um jede Diode herum und enthält die giessbare Masse 52, bis diese Masse genügend ausgehärtet hat.
Wie dargestellt sind zusätzlich Lichtreflektionsmittel, die auf der Ebene 12 montiert sind, um jede oder einige der Leuchtdioden 13 herum angebracht. Dies kann auf eine einfache Weise dadurch erreicht werden, dass ein Ring um jede oder einige der Dioden 13 mit lichtreflektierenden, konischen Seitenwänden vorgesehen ist, der Licht, welches seitlich von den Dioden abgegeben wird, in einer Weise, die im wesentlichen senkrecht zu der Ebene 12 ist, reflektiert. In 8 ist eine Anzahl von solchen dritten Reflektionsmittel 15 in Form von Löchern mit konischen Wänden in eine ringförmigen Platte 14 gezeigt, welche auf der Ebene 12 in solch einer Weise fixiert ist, dass jede Diode ihren eigenen Reflektor 15 hat. Der Reflektor 15 kann dabei den Rahmen 15 der 9 für das Eingiessen der genannten transparenten Masse 52 bilden. Auf diese Weise wird das meiste des von den Dioden 13 abgegebenen Lichts senkrecht zu der Ebene 12 abgegeben, entweder direkt von der Diode oder durch Reflektion an einem Reflektionsmittel 15.
Als anderes zusätzliches Reflektionsmittel 17 ist es bevorzugt, eine reflektierende Oberflächenschicht auf der Ebene 12 um jeden Diodenchip herum zu haben, die z. B. eine gedruckte Schicht auf der genannten Ebene sein kann, die mit einer dünnen goldenen Schicht bedeckt ist. Nur die Bereiche, wo die Verbindungsdrähte die gedruckte Leiterplatte 12 kontaktieren und die gedruckten Anschlüsse von den Verbindungsdrähten zu den Anschlussbereichen der elektrischen Anschlüsse 30 auf der gedruckten Leiter platte 12' führen, sind natürlich nicht von dem Reflektor 17 bedeckt.
Wie hier als eine bevorzugte Ausführungsform gezeigt ist, kann nur eine andere Ebene 22 auf der Halterung 11 oder in einer anderen Weise innerhalb des Gehäuses des ACL 1 vorzugsweise in einer Rücken-zu-Rücken-Position zu der ersten erwähnten Ebene 12 angebracht sein. Wie einfach aus der 8 erkennbar ist, sind diese Ebene 22 und das Reflektionsmittel 26 in einer ähnlichen Weise wie die erste Ebene 12 und das Reflektionsmittel 16 montiert. Die Schrauben 66 können benutzt werden, um auch den Reflektor 26 zu fixieren. Elektrische Anschlüsse 31 versorgen die Leuchtdioden 23 auf der Ebene 22, wobei die Dioden in 8 nicht ersichtlich sind und deshalb nur mittels eines Pfeils 23 angedeutet sind. Ein zusätzliches viertes Reflektionsmittel 24 mit Löchern 25 mit konischen Wänden, welches an derselben Position wie die Leuchtdioden angebracht ist, kann ebenso für die Leuchtdioden 23 vorhanden sein (auf dieselbe Weise wie das Reflektionsmittel 15). Für diese Dioden kann das zusätzliche Reflektionsmittel 17 ebenfalls auf der Ebene 22 angebracht sein.
Die 11 und 12 zeigen eine andere Ausführungsform ähnlich zu der vorher beschriebenen, aber welche Licht nicht in einem vollen Kreis (360°) abgibt. Entsprechend ist die Halterung 11, welche auch hier vorzugsweise verwendet wird, ungefähr U-förmig an ihrem Rand. Das Gleiche trifft auf die Platinen 50 mit ihren U-förmigen Rändern 32 und 42 und auf die Anordnung der Leuchtdioden zu. Ein drittes und ein viertes Reflektionsmittel 54 und 64 mit Löchern 55 sind vorzugsweise ebenfalls vorgesehen. Die Hauptreflektionsmittel 36 und 46 mit ihren Rändern 38 und 48 und den U-förmigen Rändern 49 sind vorzugsweise ebenfalls auf parabolische Art geformt, um von den Dioden abgegebenes Licht in einer seitlichen Weise wie vorab erklärt zu lenken. Das Modul 8 dieser Art, welches U-förmig oder wie ein Hufeisen geformt ist, kann in einem Träger 60, wie er in den 11 und 12 gezeigt ist, angebracht sein. Auch in diesem Fall gibt es ein Gehäuse, welches in den Figuren nicht dargestellt ist, und eine durchsichtige Abdeckung, welche das Modul schützt.
Das ACL gemäss der Erfindung wird nicht von Vibrationen beeinflusst, wie sie in einem Flugzeug auftreten, hat ein geringes Gewicht und eine sehr kompakte Konstruktion. Der Energieverbrauch ist niedrig verglichen mit konventionellen ACLs. Die bevorzugte Ausführungsform mit einem Versorgungsschaltkreis und einer LED-Anordnung innerhalb des ACLs selbst ist leicht an dem Flugzeug zu montieren und verstärkt die obigen Vorteile. Das ACL kann NVIS(Nachtsichtsysteme)-freundlich sein ohne spezielle Filter, wegen der Spektralcharakteristika der verwendeten LEDs.

Claims

Antikollisionslicht (1) für ein Flugzeug umfassend eine Anzahl von ersten Leuchtdioden (13), die auf einer gemeinsamen Ebene (12) angeordnet sind, und ein Reflektionsmittel (16), das oberhalb der Ebene angeordnet ist, um von den Leuchtdioden im Wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene abgegebenes Licht in eine seitliche Richtung zu reflektieren, wobei das Reflektionsmittel (16) ein mehreren oder allen Leuchtdioden gemeinsamer Reflektor ist und wobei die Ebene (12) eine Platine ist, auf welcher Leuchtdioden-Chips direkt montiert sind, dadurch gekennzeichnet, dass einige oder jede der ersten Leuchtdioden (13) von einem zusätzlichen Reflektionsmittel (15) umgeben sind, welches zu der ersten Anzahl von Leuchtdioden (13) gehört, das von der Leuchtdiode oder den Leuchtdioden seitlich abgegebenes Licht in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene (12) lenkt, wobei das genannte zusätzliche Reflektionsmittel (15) derart auf der Ebene montiert ist, dass jede erste Leuchtdiode (13) ihren eigenen Reflektor (15) hat, der dabei einen Rahmen zum Eingiessen einer transparenten Masse (52) bildet.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 1, umfassend eine zweite Ebene (22), die einer zweiten Anzahl von Leuchtdioden (23), die auf dieser angeordnet sind, gemeinsam ist, wobei die erste und die zweite Ebene (12, 22) im Wesentlichen koplanar in einer Rücken-an-Rücken stehenden Weise angeordnet sind, und ein zweites Reflektionsmittel (26), das oberhalb der zweiten Ebene angeordnet ist, um von den Leuchtdioden der zweiten Anzahl von Leuchtdioden im Wesentlichen senkrecht zu der zweiten Ebene abgegebenes Licht in eine seitliche Richtung zu reflektieren, und insbesondere wobei das zweite Reflektionsmittel (26) ein Reflektor ist, der mehreren oder allen Leuchtdioden der genannten zweiten Anzahl von Leuchtdioden gemeinsam ist.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 2, wobei die zweite Ebene (22) eine Platine ist, auf welcher Leuchtdiodenchips direkt montiert sind.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 2, wobei einige oder jede der Leuchtdioden der zweiten Anzahl von Dioden (23), oder Gruppen von mehreren von den genannten Leuchtdioden zusammen, von einem zusätzlichen Reflektionsmittel (25) umgeben sind, welches zu der genannten zweiten Anzahl von Leuchtdioden (23) gehört und seitlich von der Leuchtdiode oder den Leuchtdioden abgegebenes Licht in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der genannten Ebene (22) lenkt.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 4, wobei das genannte zusätzliche Reflektionsmittel (25) für die genannte zweite Anzahl von Leuchtdioden (23) auf der zweiten Ebene (22) montiert ist.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 4 oder 5, wobei die genannten zusätzlichen Reflektionsmittel (15, 25) ringförmige Teile sind, die Löcher mit konischen, reflektierenden Seitenwänden haben, wobei die Löcher mit den Positionen der genannten Leuchtdioden korrespondierend auf der genannten Ebene bzw. den genannten Ebenen angeordnet sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Leuchtdioden entlang einer geschlossenen Linie auf der Ebene bzw. den Ebenen angeordnet sind, insbesondere in einem Kreis, oder entlang einer offenen Linie auf der genannten Ebene bzw. den genannten Ebenen angeordnet sind, insbesondere in einer hufeisenähnlichen Form, oder in einer matrizenähnlichen Form angeordnet sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein weiteres zusätzliches Reflektionsmittel (17) durch eine reflektierende Schicht auf der Ebene (12) bzw. den Ebenen (12, 22) für einige bzw. für jede der genannten Leuchtdioden bereitgestellt ist.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die genannten Reflektionsmittel (16, 26) oberhalb der genannten Ebene (12) oder der genannten Ebenen (12, 22) parabolisch geformt und mit einem kreisförmigen äusseren Rand (16') versehen sind.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 9, wobei die genannte Ebene (12) oder die genannten Ebenen (12, 22) kreisförmige Platten bzw. Platinen sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Reflektionsmittel (36, 46) oberhalb der genannten Ebene (32) oder der genannten Ebenen (32, 42) parabolisch geformt und mit zwei separaten Rändern (38, 48), die sich von der genannten Ebene (32) bzw. den genannten Ebenen (32, 42) erstrecken, und mit einem äusseren Rand (49), der U-förmig ist, versehen sind.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 11, wobei die genannte Ebene (32) oder die genannten Ebenen (32, 42) Platten bzw. Platinen mit einem U-förmigen Rand (50) sind, der sich von einer linearen Basis (51) erstreckt.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Leuchtdioden linsenlos sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Leuchtdioden (13) von einer lichttransparenten Masse (52), insbesondere von einer giessbaren Silikonmasse, bedeckt sind.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 14, wobei die genannten Reflektionsmittel (15, 25), die um die genannten Leuchtdioden herum angeordnet sind, und insbesondere das genannte dritte bzw. vierte Reflektionsmittel einen Rahmen für die genannte Masse bildet.
Antikollisionslicht gemäss Anspruch 2, wobei eine Halterung (11) für die genannten Rücken-an- Rücken stehenden Ebenen vorgesehen ist, welche durch die genannte Halterung beabstandet sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 2 bis 16, wobei die genannten Ebenen und die genannten Reflektionsmittel oberhalb der genannten Ebenen entlang einer gemeinsamen longitudinalen Achse angeordnet und insbesondere auf derselben Achse wie eine Fassung (4, 5) des Antikollisionslichts angeordnet sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 2 bis 17, wobei die genannten Ebenen und die genannten Reflektionsmittel oberhalb der genannten Ebene entlang einer gemeinsamen Achse angeordnet und innerhalb eines U-förmigen Trägers (60) angeordnet sind.
Antikollisionslicht gemäss einem der Ansprüche 1 bis 18, wobei die Leuchtdioden und eine Platine (6) für den elektrischen Versorgungskreis der Leuchtdioden innerhalb des Gehäuses des Antikollisionslichts (2, 3) angeordnet sind und insbesondere die Platine koplanar zu der Ebene (12) bzw. den Ebenen (12, 22) angeordnet ist.