EP0405381A2 - Anordnung zum Speisen und Schalten einer Vielzahl von Meldeleuchten - Google Patents

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EP0405381A2
EP0405381A2 EP90111981A EP90111981A EP0405381A2 EP 0405381 A2 EP0405381 A2 EP 0405381A2 EP 90111981 A EP90111981 A EP 90111981A EP 90111981 A EP90111981 A EP 90111981A EP 0405381 A2 EP0405381 A2 EP 0405381A2
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EP
European Patent Office
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arrangement according
optical waveguide
light source
optical
indicator lights
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90111981A
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English (en)
French (fr)
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EP0405381A3 (en
Inventor
Pierre Dr.-Ing. Prof. Pfeiffer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Baco Constructions Electriques SA
Original Assignee
Baco Constructions Electriques SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Baco Constructions Electriques SA filed Critical Baco Constructions Electriques SA
Publication of EP0405381A2 publication Critical patent/EP0405381A2/de
Publication of EP0405381A3 publication Critical patent/EP0405381A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B5/00—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied
    • G08B5/22—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission
    • G08B5/36—Visible signalling systems, e.g. personal calling systems, remote indication of seats occupied using electric transmission; using electromagnetic transmission using visible light sources
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/14—Central alarm receiver or annunciator arrangements

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for feeding and switching a plurality of indicator lights, in particular for the central display of the operating states of devices, machines and / or systems.
  • Such indicator lights are used primarily in control rooms, where they are installed in command and signaling devices, which give a constant overview of the operating states of devices, machines or other system components controlled by the command devices on control panels or control panels.
  • Incandescent lamps serve as light sources, their lifespan is limited and can vary widely. The associated failures of the indicator lights are often not immediately recognizable and therefore pose a significant risk to operational safety if they are not noticed and corrected immediately. They also lead to frequent replacement work that entails additional operating costs.
  • the object of the invention is to avoid these disadvantages and to form an arrangement of the type mentioned in such a way that the operational safety when using the indicator lights is significantly increased and the constant replacement of the individual light bulbs on the indicator lights is eliminated.
  • this object is achieved in that the indicator lights can be illuminated by a common light source via flexible optical fibers, in which interrupt devices for the light fluxes which can be actuated separately from one another are arranged.
  • the invention opens up a number of other areas of application in which it can be used with advantage. Since the transmission to the indicator lights takes place by means of light waves, the signal lights can also be switched on and off in potentially explosive rooms and underground. It can also be used under water and in a corrosion-prone environment without insulation problems. Another area of application is reactor construction. The signal transmission in the optical fibers is also not subject to interference such as electromagnetic waves, voltage surges in the event of thunderstorms, vibrations and other shocks. Nevertheless, you can work with simple standard indicator lights that are inserted into existing or standardized openings, which keeps investment and operating costs low.
  • the invention also opens up the possibility of a targeted detection of the failure of the common light source, even without visual monitoring of the entirety of the indicator lights, by providing an additional optical waveguide according to a first feature for the advantageous embodiment of the invention, via which the function of the common light source can be monitored .
  • a photocell, an optoelectronic switch or the like can then be used for monitoring, from where an optical, acoustic or other alarm signal is controlled.
  • optical waveguides are appropriately solid and made of plastic or glass. Since a conductor thickness of 1.0 to 1.5 mm is already sufficient to transmit enough light energy over longer conductor lengths for a light intensity at least equivalent to that of the previously used incandescent lamps at the indicator light, such optical waveguides can largely be laid as desired and adapted to the existing space conditions.
  • optical waveguides made of plastic or glass favors a further embodiment feature of the invention, which consists in the fact that the optical waveguides are aligned parallel to one another at the end of the light entrance and combined to form a bundle which ends in a transverse plane common to all optical waveguides.
  • the optical fibers naturally run parallel to the bundle axis, and there are particularly favorable conditions for the light to enter the optical fibers.
  • an at least two-part clamp is advantageously provided, which is provided on the inside with guide grooves for the positive reception of the optical waveguides.
  • a clamping sleeve can be used, which can be pressed over the clamp, the outer surface of the clamp and / or the inner surface of the clamping sleeve being / being slightly conical.
  • At least one converging lens between the light source and the entrance ends of the optical fibers and / or to provide a reflector on the rear of the light source.
  • a further feature of the invention provides that an incandescent lamp with a high yield of white light is used as the light source.
  • a halogen lamp with a two-tone mirrored glass bulb on the back is particularly suitable for this, allowing light in the infrared range and thus heat radiation to pass through unhindered, while the visible light is reflected towards the inlet ends of the optical waveguide and, if necessary, is parallelized beforehand in the manner described above by a converging lens.
  • the light transmitted in the optical fibers thus contains all visible colors that can be filtered out accordingly in the indicator lights.
  • the optical waveguides expediently end within the indicator lights in plastic diffusers, which can be designed in a wide variety of colors, in order to allow the light signals emitted to be differentiated as far as possible. Since the light only propagates with a relatively small opening angle in the case of optical fibers which have just been cut off, the light yield is nevertheless limited in this case.
  • tests have shown that decisive remedial action can be achieved in a simple manner by exposing the optical waveguides, which are covered with a cladding layer in a known manner, at the diffuser-side ends to a limited length and to be conically tapered. This can be done, for example, by heating the optical waveguide to the yield point and pulling it apart after removing the cladding layer, where it constricts and tapers and tears at the weakest point. The latter area can then be cut away.
  • Yet another design feature of the invention provides that the optical fibers have separation points in the area of the interruption devices and that means are provided, through which a forwarding of the luminous flux at the separation points can be prevented.
  • a first embodiment provides that the means are formed by diaphragms which can be inserted into the separation points of the optical waveguides.
  • these are formed by deflection members, of which at least one of the separating ends of the optical waveguides can be moved in a transverse offset position with respect to the other separating ends.
  • Yet another embodiment of provides that two polarization filters, and therebetween a liquid crystal element are inserted between the separating ends of the optical waveguide through which the polarization axis in the first polarization filter polarized luminous flux when a voltage of 90 o to rotate the.
  • the latter embodiment has the particular advantage that moving parts are avoided and the risk of malfunctions is further reduced.
  • Fig. 1 denotes an arbitrarily broken-out part of a control panel into which a switch 12, a measuring instrument 14 and four indicator lights 16 are installed in corresponding cutouts.
  • These elements are selected completely arbitrarily for the example and form, apart from the measuring instrument, so-called command or signaling devices, such as those found on modern control panels in control rooms and / on control panels for electrical and / or pneumatic control and monitoring of a wide variety of devices and machines or other system components are used.
  • indicator lights which are either designed as separate signaling devices or built into control devices, are equipped with incandescent lamps which are switched via electrical contacts, the arrangement shown in FIGS Luminous flux is guided via optical waveguide 20 to the individual indicator lights and is controlled separately for each indicator light by interruption devices 22 inserted into the optical waveguide at any point.
  • the optical waveguides 20 used for this purpose expediently consist of solid strands of plastic or glass with a thickness of preferably 1.0 to 1.5 mm, which on the one hand achieves a sufficient cable cross section for the transmission of the luminous flux over several meters and on the other hand maintains sufficient bending elasticity in order to bring the optical fibers from the common light source 18 to each command or signaling device within the scope of a central display area, such as, in particular, a control room and possibly also past obstacles.
  • All optical waveguides 20 begin at a common light entry plane 24, which is obtained by the optical waveguides 20 being suitable in the beginning in a suitable manner in particular bundled by a two-part clamp 26 shown in FIG.
  • a clamping sleeve 29 which can subsequently be pressed onto the clamp 26 ensures the necessary pressure on the bundle and ensures the correct alignment of the optical waveguides over a practically unlimited operating time.
  • the light source 18 is located at a distance from the light entry plane 24 and expediently consists of an incandescent lamp 32 provided on the rear with a reflector 30 with a high yield of white light, as is particularly the case with a halogen lamp with a two-tone mirrored glass bulb.
  • dichroic reflections are characterized by the fact that, above all, they allow invisible light to pass through without reflection in the infrared range, while the visible light largely reflects is, so that essentially only "cold" light reaches the optical fibers and they are protected against excessive heating, while all colors of the spectrum reach the optical fibers in at least approximately the same strength and regardless of the color of the diffusers in the indicator lights, the desired signal color generate in the same brightness.
  • such lamps have a high level of efficiency and therefore low energy consumption.
  • the diffusers expediently consist of colored bodies made of plastic, in particular acrylic glass, and have a central bore 36 for receiving the end of the optical waveguide. As can be seen from the enlarged sectional view in FIG. 3, at 37 within the bore 36, its covering layer is freed and at the same time tapers slightly conically towards its end.
  • the diffusers can otherwise have any shape and surface structure depending on the desired scattering angle at which the light emerges from the signal lamp.
  • the reflector 30 can be designed such that it aligns the rays coming from the incandescent lamp 32 parallel to one another and in the direction of the bundle axis, so that the rays enter the optical waveguide 20 optimally.
  • at least one converging lens 38 can also be arranged between the incandescent lamp 32 and the light entry plane 24 in order to achieve or improve the aforementioned effect.
  • interrupt devices 22 for the luminous flux used in the optical waveguides 20 are used to switch the indicator lights 16 on and off, which are basically at any point in the course of each Optical fiber can be arranged. In most cases, however, it will be useful to place the interruption devices at the beginning of the conductor just behind the bundle 26 where they can be easily serviced and, if necessary, also encapsulated.
  • Fig. 7 shows a first embodiment 40 of such an interruption device which mainly consists of a holder 42 for the optical fiber 20 provided at 44 with a separation point, a cover 46 and a movable screen 48, which in a manner not shown, for. B. by an actuating magnet or a hydraulic or pneumatic auxiliary piston, can be introduced into the separation point 44 of the optical waveguide 20 to interrupt the luminous flux through the optical waveguide 20.
  • FIG. 8 shows another embodiment 50 of the interruption device with a holding block 56 provided with clamp holders 52, 54, between which the optical waveguide is interrupted at 58.
  • the separation point 58 is located in the immediate vicinity of the one clamp holder 54, where a prismatic groove 60 in the holding bracket 56 aligns the separating ends 62, 64 of the optical waveguide 20 in an alignment position with one another.
  • the optical waveguide has a separation point 72 between mutually aligned separating ends 74, 76.
  • a first polarization filter 80 in the separation point 72 causes the light emerging from the separation end 74 to oscillate only along a polarization axis into which the light flow through a liquid crystal element 82 reaches a second polarization filter 86 with the same polarization axis, so that the light normally also the second polarization filter 84 to penetrate and can enter the other separating end 74 of the optical waveguide 20.
  • the liquid crystal element 82 can be influenced by applying an electrical voltage in such a way that the polarization axis of the luminous flux is rotated through 90 ° in it, so that the polarization axis of the luminous flux emerging from the liquid crystal element 82 is perpendicular to the polarization axis of the second polarization filter 86 and the latter now as The lock acts to interrupt the luminous flux.
  • FIGS. 1 or 2 finally shows the electrical circuit for the operation of an arrangement according to FIGS. 1 or 2 with a light source 18, a converging lens 38, a number of light conductors 20 combined into a bundle 28 at the beginning, which lead to indicator lights with built-in diffusers 34, and one electrically actuable interruption device 22 in each optical waveguide 20.
  • the (not visible) incandescent lamp arranged in the light source 18 is connected to the secondary winding 92 of a transformer 94 via a voltage selection switch 96 in order to be able to set the suitable input voltage for the incandescent lamp.
  • the transformer 94 also has a primary winding 98 and a second secondary winding 100, to which a voltage stabilizer 102 is connected.
  • the voltage stabilizer 102 provides a regulated voltage once for the interruption devices 22, which can be controlled by contacts 104.
  • An electronic monitoring device 106 is also attached to the voltage stabilizer 102 closed, to which an additional optical waveguide 108, which can be supplied with light current by the light source 18, is guided in order to monitor the function of the light source 18 with the aid of a photocell or the like (not shown) contained in the monitoring device 106 and possibly an optical or acoustic signal device 110 to operate when the light source 18 diminishes in strength and thereby the impending failure announces.

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Abstract

Die Speisung und Schaltung einer Vielzahl von Meldeleuchten (16), insbesondere für die zentrale Anzeige der Betriebszustände von Geräten, Maschinen und/oder Anlagen, wird mittels einer gemeinsamen Lichtquelle (18) über flexible Lichtwellenleiter (20) vorgenommen, in denen getrennt voneinander betätigbare Unterbrechungsvorrichtungen (22) für die Lichtströme angeordnet sind. Hierdurch entfallen störanfällige Glühlampen zur Einzelbeleuchtung der Meldelampen, und die Betriebssicherheit wird wesentlich erhöht. Durch einen zusätzlichen Lichtwellenleiter (108) kann außerdem die Funktion der gemeinsamen Lichtquelle (18) besonders überwacht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Speisen und Schal­ten einer Vielzahl von Meldeleuchten, insbesondere für die zentrale Anzeige der Betriebszustände von Geräten, Maschi­nen und/oder Anlagen.
  • Derartige Meldeleuchten kommen vor allem in Schaltwarten zur Anwendung, wo sie in Befehls- und Meldegeräten einge­baut sind, die an Schalttafeln oder Schaltpulten einen stän­digen Überblick über die Betriebszustände der von den Be­fehlsgeräten gesteuerten Geräte, Maschinen oder sonstigen Anlagekomponenten geben. Dabei dienen als Lichtquelle Glüh­lampen, deren Lebensdauer begrenzt ist und sehr unterschied­lich sein kann. Die damit verbundenen Ausfälle der Melde­leuchten sind oft nicht sofort erkennbar und stellen des­halb eine erhebliche Gefahr für die Betriebssicherheit dar, wenn sie nicht sofort bemerkt und behoben werden. Sie füh­ren außerdem zu häufigen Auswechslungsarbeiten, die zusätz­liche Betriebskosten mit sich bringen.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und eine Anordnung der eingangs genannten Art derart auszu­bilden, daß die Betriebssicherheit beim Einsatz der Melde­leuchten wesentlich erhöht wird und das ständige Auswech­seln der einzelnen Glühlampen an den Meldeleuchten entfällt.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meldeleuchten von einer gemeinsamen Lichtquelle über flexi­ble Lichtwellenleiter beleuchtbar sind, in denen getrennt voneinander betätigbare unterbrechungsvorrichtungen für die Lichtströme angeordnet sind.
  • Durch die Verwendung einer gemeinsamen Lichtquelle für we­nigstens einen Teil der z. B. in einer Schaltwarte vorhan­denen Meldeleuchten wird der Ausfall dieser Lichtquelle in der Regel sofort bemerkt werden, weil dann alle Melde­leuchten ausfallen, und es bedarf nur noch der Reparatur oder Erneuerung der gemeinsamen Lichtquelle, was nur in größeren Zeitabständen vorkommen wird. Darüber hinaus wer­den lokale Erwärmungen an den einzelnen Meldeleuchten ver­mieden, wodurch bei entsprechender Anordnung der gemeinsa­men Lichtquelle und ggf. einer besonderen Kühlung eine be­trächtliche Herabsetzung der Temperatur hinter der Schalt­tafel bzw. im Schaltpult erzielt werden kann.
  • Über das Speisen und Schalten von Meldeleuchten in den ver­schiedenstens Schaltwarten hinaus eröffnet die Erfindung eine Reihe weiterer Anwendungsgebiete, in denen sie mit Vorteil eingesetzt werden kann. Da die Übertragung zu den Meldeleuchten durch Lichtwellen erfolgt, kann das Speisen und Schalten der Meldeleuchten auch in explosionsgefährde­ten Räumen sowie unter Tage erfolgen. Auch ist ohne Isola­tionsprobleme ein Einsatz unter Wasser sowie in korrosions­gefährdeter Umgebung möglich. Ein weiteres Anwendungsgebiet ist der Reaktorbau. Die Signalübertragung in den Lichtwel­lenleitern unterliegt auch keinen Störeinflüssen wie elek­tromagnetischen Wellen, Spannungsstößen bei Gewittern, Vi­brationen und sonstigen Erschütterungen. Dennoch kann mit einfachen Standard-Meldeleuchten gearbeitet werden, die in vorhandene oder standardisierte Öffnungen eingesetzt wer­den, was die Investitions- und Betriebskosten niedrig hält.
  • Die Erfindung eröffnet darüber hinaus die Möglichkeit zu einer gezielten Erkennung des Ausfalls der gemeinsamen Lichtquelle auch ohne visuelle Überwachung der Gesamtheit der Meldeleuchten, indem nach einem ersten Merkmal zur vor­teilhaften Ausgestaltung der Erfindung ein zusätzlicher Lichtwellenleiter vorgesehen wird, über den die Funktion der gemeinsamen Lichtquelle überwachbar ist. Zur Überwa­chung kann dann eine Photozelle, ein optoelektronischer Schalter oder dgl. dienen, von wo ein optisches, akusti­sches oder sonstiges Alarmsignal gesteuert wird.
  • Die Lichtwellenleiter sind zweckmäßig massiv ausgebildet und bestehen aus Kunststoff oder Glas. Da eine Leiterstärke von 1,0 bis 1,5 mm bereits ausreicht, um über größere Lei­terlängen genügend Lichtenergie für eine den bisher verwen­deten Glühlampen mindestens gleichwertige Lichtstärke an der Meldeleuchte zu übertragen, können derartige Lichtwel­lenleiter weitgehend beliebig verlegt und den vorhandenen Raumverhältnissen angepaßt werden.
  • Durch die vorgenannte massive Ausbildung der Lichtwellen­leiter aus Kunststoff oder Glas wird ein weiteres Ausgestal­tungsmerkmal der Erfindung besonders begünstigt, das darin besteht, daß die Lichtwellenleiter am Lichteintrittsende parallel zueinander ausgerichtet und zu einem Bündel zusam­mengefaßt sind, das in einer für alle Lichtwellenleiter gemeinsamen Querebene endet. Dadurch verlaufen die Lichtwel­lenleiter von selbst auch parallel zur Bündelachse, und es ergeben sich besonders günstige Bedingungen für den Licht­eintritt in die Lichtwellenleiter.
  • Zur Bündelung der Lichtwellenleiter ist mit Vorteil eine wenigstens zweiteilige Schelle vorgesehen, die im Inneren mit Führungsrillen für die formschlüssige Aufnahme der Lichtwellenleiter versehen ist. In Verbindung mit einer solchen Schelle kann eine Spannhülse verwendet werden, wel­che über die Schelle preßbar ist, wobei die Außenfläche der Schelle und/oder die Innenfläche der Spannhülse leicht ko­nisch ausgebildet sind/ist.
  • Um alle in der gemeinsamen Querebene endenden Lichtwellen­leiter gleichmäßig mit Licht zu beschicken, ist es zweck­mäßig, zwischen der Lichtquelle und den Eintrittsenden der Lichtwellenleiter wenigstens eine Sammellinse anzuordnen und/oder an der Rückseite der Lichtquelle einen Reflektor vorzusehen.
  • Im Hinblick auf eine hohe Lichtausbeute bei geringem Strom­verbrauch sieht ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Er­findung vor, daß als Lichtquelle eine Glühlampe mit hoher Ausbeute an weißem Licht dient. Hierfür eignet sich beson­ders eine Halogenlampe mit auf der Rückseite zweifarbig verspiegeltem Glaskolben, der Licht im Infrarotbereich und damit Wärmestrahlung ungehindert hindurchtreten läßt, wäh­rend das sichtbare Licht zu den Eintrittsenden der Licht­wellenleiter hin reflektiert und davor ggf. in vorbeschrie­bener Weise durch eine Sammellinse parallelisiert wird. Das in den Lichtwellenleitern übertragene Licht enthält somit alle sichtbaren Farben, die in den Meldeleuchten ent­sprechend ausgefiltert werden können.
  • Die Lichtwellenleiter enden zweckmäßig innerhalb der Melde­leuchten in Diffusoren aus Kunststoff, die in den verschie­densten Farben ausgebildet sein können, um eine möglichst weitgehende Differenzierung der abgegebenen Lichtsignale zu gestatten. Da das Licht bei gerade abgeschnittenen Licht­wellenleitern sich nur unter einem verhältnismäßig geringem Öffnungswinkel ausbreitet, ist die Lichtausbeute in diesem Fall dennoch begrenzt. Versuche haben jedoch gezeigt, daß hier auf einfachem Wege dadurch entscheidende Abhilfe er­reicht werden kann, daß die in bekannter Weise mit einer Hüllschicht ummantelten Lichtwellenleiter an den diffusor­seitigen Enden auf einer begrenzten Länge freigelegt und sich konisch verjüngend ausgebildet werden. Dies kann bei­spielsweise dadurch erfolgen, daß der Lichtwellenleiter nach Entfernen der Hüllschicht auf die Fließgrenze erwärmt und auseinandergezogen wird, wobei er sich unter Verjüngung einschnürt und ggf. an der schwächsten Stelle reißt. Letzte­rer Bereich kann dann weggeschnitten werden.
  • Noch ein weiteres Ausgestaltungsmerkmal der Erfindung sieht vor, daß die Lichtwellenleiter im Bereich der Unterbre­chungsvorrichtungen Trennstellen aufweisen und daß Mittel vorgesehen sind, durch die eine Weiterleitung des Licht­stroms an den Trennstellen verhinderbar ist. Im Hinblick auf eine möglichst zentrale Anordnung der Unterbrechungs­vorrichtungen beispielsweise unmittelbar im Anschluß an das oben erwähnte Leiterbündel wird es in den meisten Fäl­len besonders zweckmäßig sein, wenn die vorgenannten Mittel elektrisch betätigbar sind. Die Erfindung ist jedoch hier­auf nicht beschränkt; ebensogut kann die Betätigung auch rein mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch oder auf son­stige Weise erfolgen, um beispielsweise die Gefahr der Fun­kenbilden in explosionsgefährdeter Atmosphäre auszuschlie­ßen.
  • Für die Ausgestaltung der vorgenannten Mittel gibt es eine Reihe von Möglichkeiten. So sieht eine erste Ausgestaltungs­form vor, daß die Mittel von Blenden gebildet sind, welche in die Trennstellen der Lichtwellenleiter einführbar sind.
  • Bei einer anderen Ausgestaltungsform der Mittel sind diese von Auslenkgliedern gebildet, von denen wenigstens die einen Trennenden der Lichtwellenleiter gegenüber den ande­ren Trennenden in einer Querversatzstellung bewegbar sind.
  • Noch eine weitere Ausgestaltungsform sieht vor, daß zwi­schen den Trennenden der Lichtwellenleiter zwei Polarisa­tionsfilter sowie dazwischen ein Flüssigkeitskristallele­ment eingesetzt sind, durch welches die Polarisationsachse des im ersten Polarisationsfilter polarisierten Lichtstroms beim Anlegen einer Spannung um 90o drehbar ist. Die letzte­re Ausgestaltungsform hat den besonderen Vorteil, daß beweg­liche Teile vermieden und dadurch die Gefahr von Störungen weiter herabgesetzt ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
    • Fig. 1 in perspektivischer Darstellung einen herausgebrochenen Teil einer Schalt­tafel mit vier Meldeleuchten, die gemäß der Erfindung über Lichtwellenleiter mit Licht versorgt und geschaltet wer­den,
    • Fig. 2 eine vereinfachte Prinzipdarstellung der in Fig. 1 gezeigten Anordnung,
    • Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 2 in vergrößer­tem Längsschnitt,
    • Fig. 4 in perspektivischer Darstellung eine zweiteilige Schelle zum kabelartigen Bündeln der Lichtwellenleiter an den Lichteintrittsenden mit einer mit der Schelle zusammenwirkenden Spannhülse,
    • Fig. 5 und 6 zwei Querschnitte durch derartige Licht­wellenleiterbündel mit unterschiedli­chen Lichtwellenleiterzahlen,
    • Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstel­lung einer ersten Ausführungsform einer Unterbrechungsvorrichtung für den Licht­strom in einem Lichtwellenleiter,
    • Fig. 8 und 9 in perspektivischer Darstellung zwei weitere solche Ausführungsformen und
    • Fig. 10 eine elektrische Schaltung zum Betrei­ben einer Anordnung nach den Figuren 1 und 2.
  • In Fig. 1 ist mit 10 ein beliebig herausgebrochener Teil einer Schalttafel bezeichnet, in die in entsprechende Aus­schnitte ein Schalter 12, ein Meßinstrument 14 und vier Meldeleuchten 16 eingebaut sind. Diese Elemente sind für das Beispiel völlig willkürlich ausgewählt und bilden, abge­sehen von dem Meßinstrument, sog. Befehls- bzw. Meldegerä­te, wie sie an modernen Schalttafeln in Schaltwarten und/­an Schaltpulten zur elektrischen und/oder pneumatischen Steuerung und Überwachung der verschiedensten Geräte, Ma­schinen oder sonstigen Anlagekomponenten verwendet werden.
  • Während nun bisher solche Meldeleuchten, die entweder als getrennte Meldegeräte ausgebildet oder in Befehlsgeräte eingebaut sind, mit Glühlampen ausgestattet sind, welche über elektrische Kontakte geschaltet werden, sieht die in den Figuren 1, 2 und 9 gezeigte Anordnung eine einzige zen­trale Lichtquelle 18 vor, deren Lichtstrom über Lichtwel­lenleiter 20 zu den einzelnen Meldeleuchten geleitet und durch in die Lichtwellenleiter an beliebiger Stelle einge­setzte Unterbrechungvorrichtungen 22 für jede Meldeleuchte getrennt gesteuert wird.
  • Die hierzu verwendeten Lichtwellenleiter 20 bestehen zweck­mäßig aus massiven Strängen aus Kunststoff oder Glas mit einer Dicke von vorzugsweise 1,0 bis 1,5 mm, wodurch einer­seits ein ausreichender Leitungsquerschnitt für die Über­tragung des Lichtstroms über mehrere Meter erreicht wird und andererseits eine ausreichende Biegeelastizität erhal­ten wird, um die Lichtwellenleiter von der gemeinsamen Lichtquelle 18 aus zu jedem Befehls- oder Meldegerät im Rahmen eines zentralen Anzeigebereichs wie vor allem einer Schaltwarte heran und ggf. auch an Hindernissen vorbeizufüh­ren. Alle Lichtwellenleiter 20 beginnen an einer gemeinsa­men Lichteintrittsebene 24, die dadurch erhalten wird, daß die Lichtwellenleiter 20 am Anfang auf geeignete Weise wie insbesondere durch eine in Fig. 4 gezeigte zweiteilige Schelle 26 zu einer Art Kabelbaum 28 gebündelt und dabei parallel zueinander ausgerichtet werden, so daß die Licht­wellenleiter zugleich auch in Richtung des Bündels und da­mit senkrecht zur Lichteintrittsebene 24 ausgerichtet sind. Eine nachträglich auf die Schelle 26 aufpreßbare Spannhülse 29 sorgt für den erforderlichen Druck auf das Bündel und si­chert die einwandfreie Ausrichtung der Lichtwellenleiter über eine praktisch unbegrenzte Betriebszeit.
  • Die Anzahl der gebündelten Lichtwellenleiter 20 kann selbst­verständlich beliebig sein. Jedoch ergeben sich nur bei be­stimmten Zahlen von im Querschnitt kreisrunden Lichtwellen­leitern optimale Bündelquerschnitte von näherungsweise Kreisquerschnitt, wie dies in zwei Beispielen in den Figu­ren 5 und 6 dargestellt ist. Während in Fig. 5 sieben Licht­wellenleiter 20 einen kreisförmigen Querschnitt optimal ausfüllen, werden ähnliche Bedingungen erst wieder bei neun­zehn Lichtwellenleitern erhalten, und die nächstgrößere optimale Anzahl beträgt "37" nach der hierfür geltenden Gleichung:
    n = 3 p (p + 1) + 1
    mit p als beliebige ganze Zahl.
  • Die Lichtquelle 18 befindet sich mit Abstand vor der Licht­eintrittsebene 24 und besteht zweckmäßig aus einer rück­seitig mit einem Reflektor 30 versehenen Glühlampe 32 mit hoher Ausbeute an weißem Licht, wie dies insbesondere durch eine Halogenlampe mit auf der Rückseite zweifarbig verspie­geltem Glaskolben ist. Derartige dichroïke Verspiegelungen zeichnen sich dadurch aus, daß sie vor allem nichtsichtba­res Licht im Infrarotbereich unreflektiert hindurchtreten lassen, während das sichtbare Licht weitgehend reflektiert wird, so daß im wesentlichen nur "kaltes" Licht zu den Lichtwellenleitern gelangt und diese vor übermäßigen Erwär­mungen geschützt werden, während alle Farben des Spektrums in wenigstens angenähert gleicher Stärke in die Lichtwellen­leiter gelangen und unabhängig von der Einfärbung der Diffu­soren in den Meldeleuchten die gewünschte Signalfarbe in gleicher Helligkeit erzeugen. Darüber hinaus haben solche Lampen einen hohen Wirkungsgrad und damit günstigen Energie­verbrauch.
  • Die Diffusoren, von denen in Fig. 2 einer angedeutet und mit 34 bezeichnet ist, bestehen zweckmäßig aus eingefärbten Körpern aus Kunststoff wie insbesondere Acrylglas und wei­sen eine zentrale Bohrung 36 zur Aufnahme des Lichtwellen­leiterendes auf. Dieses ist, wie aus der vergrößterten Schnittdarstellung in Fig. 3 hervorgeht, bei 37 innerhalb der Bohrung 36 von seiner Hüllschicht befreit und verjüngt sich zugleich leicht konisch zu seinem Ende. In Verbindung mit dieser Anordnung können die Diffusoren ansonsten jede beliebige Form und Oberflächenstruktur je nach dem gewünsch­ten Streuwinkel aufweisen, unter dem das Licht aus der Mel­deleuchte austritt.
  • Der Reflektor 30 kann so ausgebildet sein, daß er die von der Glühlampe 32 kommenden Strahlen parallel zueinander und in Richtung der Bündelachse ausrichtet, so daß die Strahlen optimal in die Lichtwellenleiter 20 eintreten. Es kann aber auch zwischen der Glühlampe 32 und der Lichtein­trittsebene 24 wenigstens eine Sammellinse 38 angeordnet sein, um die vorgenannte Wirkung zu erzielen oder zu verbes­sern.
  • Zum Ein- und Ausschalten der Meldeleuchten 16 dienen, wie bereits erwähnt, in die Lichtwellenleiter 20 eingesetzte Unterbrechungsvorrichtungen 22 für den Lichtstrom, die grundsätzlich an beliebiger Stelle im Verlauf eines jeden Lichtwellenleiters angeordnet sein können. Meist wird es jedoch zweckmäßig sein, die Unterbrechungsvorrichtungen an die Leiteranfänge kurz hinter dem Bündel 26 zu plazieren wo sie leicht gewartet und ggf. auch gekapselt werden kön­nen.
  • Fig. 7 zeigt eine erste Ausführungsform 40 einer solchen Unterbrechungsvorrichtung die in der Hauptsache aus einem Halter 42 für den bei 44 mit einer Trennstelle versehenen Lichtwellenleiter 20, einem Deckel 46 und einer beweglichen Blende 48 besteht, die auf nicht gezeigte Weise, z. B. durch einen Betätigungsmagneten oder einen hydraulischen oder pneumatischen Hilfskolben, in die Trennstelle 44 des Lichtwellenleiters 20 eingeführt werden kann, um den Licht­strom durch den Lichtwellenleiter 20 zu unterbrechen.
  • Fig. 8 zeigt eine andere Ausführungsform 50 der Unterbre­chungsvorrichtung mit einem mit Klemmhaltern 52, 54 ver­sehenen Haltebock 56, zwischen dem der Lichtwellenleiter bei 58 unterbrochen ist. Die Trennstelle 58 befindet sich in unmittelbarer Nähe des einen Klemmhalters 54, wo eine prismatische Nut 60 im Haltebock 56 die Trennenden 62, 64 des Lichtwellenleiters 20 in einer Fluchtungsstellung zuein­ander ausrichtet. Zwischen den Klemmhaltern 52, 54 befinden sich ferner ein Elektromagnet 66 mit einem davon betätigba­ren Ablenkelement 68, das bei Erregung des Elektromagneten 66 das eine Trennende 62, wie durch Pfeil angedeutet, an­hebt und dadurch in eine Querversatzstellung zum anderen Trennende 64 bringt, so daß der Lichtstrom im Lichtwellen­leiter 20 unterbrochen wird.
  • Fig. 9 zeigt schematisch eine dritte Ausführungsform 70 der Unterbrechungsvorrichtung. Auch hier weist der Lichtwel­lenleiter eine Trennstelle 72 zwischen miteinander fluchten­den Trennenden 74, 76 auf. Ein erster Polarisationsfilter 80 in der Trennstelle 72 bewirkt, daß das aus dem Trennende 74 austretende Licht nur noch entlang einer Polarisations­achse schwingt, in welche der Lichtstrom durch ein Flüssig­keitkristallelement 82 zu einem zweiten Polarisationsfilter 86 mit derselben Polarisationsachse gelangt, so daß das Licht normalerweise auch das zweite Polarisationsfilter 84 zu durchdringen und in das andere Trennende 74 des Lichtwel­lenleiters 20 einzutreten vermag. Das Flüssigkeitskristall­element 82 kann jedoch durch Anlegen einer elektrischen Spannung derart beeinflußt werden, daß in ihm die Polari­sationsachse des Lichtstroms um 90o gedreht wird, so daß die Polarisationsachse des aus dem Flüssigkeitskristallele­ment 82 austretenden Lichtstroms lotrecht zur Polarisations­achse des zweiten Polarisationsfilters 86 steht und letzte­res nunmehr als Sperre wirkt, das den Lichtstrom unter­bricht.
  • Fig. 10 zeigt schließlich die elektrische Schaltung für den Betrieb einer Anordnung nach den Figuren 1 oder 2 mit einer Lichtquelle 18, einer Sammellinse 38, einer Anzahl zu einem Bündel 28 am Anfang zusammengefaßter Lichterleiter 20, die zu Meldeleuchten mit eingebauten Diffusoren 34 führen, so­wie je einer elektrisch betätigbaren Unterbrechungsvorrich­tung 22 in jedem Lichtwellenleiter 20. Die in der Lichtquel­le 18 angeordnete (nicht sichtbare) Glühlampe ist an die Sekundärwicklung 92 eines Transformators 94 über einen Span­nungswahlschalter 96 angeschlossen, um die geeignete Ein­gangsspannung für die Glühlampe einstellen zu können. Der Transformator 94 weist ferner eine Primärwicklung 98 und eine zweite Sekundärwicklung 100 auf, an die ein Spannungs­stabilisator 102 angeschlossen ist. Der Spannungsstabilisa­tor 102 liefert eine geregelte Spannung einmal für die Un­terbrechungsvorrichtungen 22, die durch Kontakte 104 ge­steuert werden können. Ferner ist an den Spannungsstabilisa­tor 102 eine elektronische Überwachungseinrichtung 106 ange­ schlossen, zu der ein von der Lichtquelle 18 mit Lichtstrom versorgbarer zusätzlicher Lichtwellenleiter 108 geführt ist, um mit Hilfe einer in der Überwachungseinrichtung 106 enthaltenen (nicht gezeigten) Photozelle oder dgl. die Funk­tion der Lichtquelle 18 zu überwachen und ggf. eine opti­sche oder akustische Signaleinrichtung 110 zu betätigen, wenn die Lichtquelle 18 in ihrer Stärke nachläßt und sich dadurch der bevorstehende Ausfall ankündigt.

Claims (17)

1. Anordnung zum Speisen und Schalten einer Vielzahl von Meldeleuchten, insbesondere für die zentrale Anzeige der Betriebszustände von Geräten, Maschinen und/oder Anlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Meldeleuchten (16) von einer gemeinsamen Licht­quelle (18) über flexible Lichtwellenleiter (20) be­leuchtbar sind, in denen getrennt voneinander betätig­bare Unterbrechungsvorrichtungen (22) für die Lichtströ­me angeordnet sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge­kennzeichnet, daß ein zusätzlicher Licht­wellenleiter (108) vorhanden ist, über den die Funktion der gemeinsamen Lichtquelle (18) überwachbar ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenlei­ter (20) massiv ausgebildet sind und aus Kunststoff oder Glas bestehen.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­durch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (20) am Lichteintrittsende parallel zueinander ausgerichtet und zu einem Bündel zusammenge­faßt sind, das in einer für alle Lichtwellenleiter (20) gemeinsamen Querebene endet.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch ge­kennzeichnet, daß zur Bündelung der Licht­wellenleiter (20) eine wenigstens zweiteilige Schelle (26) vorgesehen ist, die im Inneren mit Führungsrillen für die formschlüssige Aufnahme der Lichtwellenleiter (20) versehen ist.
6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeich­net durch eine Spannhülse (29), welche über die Schelle (26) preßbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Außenfläche der Schelle (26) und/oder die Innenfläche der Spannhülse (29) leicht konisch ausgebildet sind/ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­durch gekennzeichnet, daß zwi­schen der Lichtquelle (18) und den Eintrittsenden der Lichtwellenleiter (20) wenigstens eine Sammellinse (38) angeordnet ist.
9. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Rückseite der Lichtquelle (18) ein Reflektor (30) angeordnet ist.
10. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtquelle (18) eine Glühlampe (32) mit hoher Aus­beute an weißem Licht dient.
11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Glühlampe (32) eine Halogenlampe mit auf der Rückseite zweifarbig verspie­geltem Glaskolben ist.
12. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (20) innerhalb der Meldeleuchten (16) in beliebig eingefärbten Diffusoren (34) aus Kunststoff enden.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch ge­kennzeichnet, daß die in bekannter Weise mit einer Hüllschicht ummantelten Lichtwellenleiter (20) an den diffusorseitigen Enden auf einer begrenzten Länge freigelegt und sich konisch verjüngend ausgebil­det sind.
14. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwellenleiter (20) im Bereich der Unterbre­chungsvorrichtungen (22; 40; 50; 70) Trennstellen (44; 58; 72) aufweisen und daß Mittel (48; 68; 78, 82, 86) vorgesehen sind, durch die eine Weiterleitung des Licht­stroms an den Trennstellen (44; 58; 72) verhinderbar ist.
15. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch ge­kennzeichnet daß die Mittel von Blenden (48) gebildet sind, welche in die Trennstellen (44) der Lichtwellenleiter (20) einführbar sind.
16. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch ge­kennzeichnet, daß die Mittel von Auslenk­gliedern (68) gebildet sind, von denen wenigstens die einen Trennenden (62) der Lichtwellenleiter (20) gegen­über den anderen Trennenden (64) in eine Querversatz­stellung bewegbar sind.
17. Anordnung nach Anspruch 14, dadurch ge­kennzeichnet, daß zwischen den Trennenden (74, 76) der Lichtwellenleiter (20) zwei Polarisations­filter (80, 86) sowie dazwischen ein Flüssigkeitskri­stallelement (82) eingesetzt sind, durch welches die Polarisationsachse des im ersten Polarisationsfilter (78) polarisierten Lichtstroms beim Anlegen einer Span­nung um 90o drehbar ist.
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