EP4253186A1

EP4253186A1 - Lichtsignal zur steuerung eines verkehrsmittels

Info

Publication number: EP4253186A1
Application number: EP22165313.2A
Authority: EP
Inventors: Camilla BINAGHI; Rolf Weber; Alexandra HOFFMANN
Original assignee: Siemens Mobility AG
Current assignee: Siemens Mobility AG
Priority date: 2022-03-30
Filing date: 2022-03-30
Publication date: 2023-10-04

Abstract

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignal anzugeben, dessen Lichtpunkte auch bei winterlichen Wetterverhältnissen immer sicher wahrgenommen werden können.Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Lichtsignal (2) zur Steuerung eines Verkehrsmittels, im besonderen eines Schienenfahrzeugs gelöst, umfassend:a) mindestens einen Leuchtpunkt, der ein Volumen definiert, in dem ein diesem Leuchtpunkt zugeordnetes Leuchtmittel (4) auf LED-Basis angeordnet ist;b) eine das Volumen in Abstrahlrichtung begrenzende und für das Licht des Leuchtmittels durchlässige Frontscheibe (8),c) ein in dem Volumen und/oder in der Frontscheibe (8) angeordnetes Heizelement (6, 18); undd) eine Steuerungsschaltung (12) zur Versorgung des Leuchtpunkts (4) und des Heizelements (6, 18) mit elektrischer Leistung.Auf diese Weise ist es möglich die Frontscheibe und die Schute des Lichtpunkts weitgehend schneefrei zu halten, um die Sichtbarkeit des Lichtpunkts auch bei widrigen Wetterverhältnissen garantierten zu können. Die Steuerungsschaltung kann dabei auch über Kommunikationsmittel verfügen, die in Antwort auf die herrschenden Wetterverhältnisse Steuersignale zum Einschalten des Heizelements empfangen können. Somit kann das Heizelement beispielsweise gezielt nur bei Schneefall oder einer speziellen Nassschneewetterlage eingeschaltet werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Lichtsignal zur Steuerung eines Verkehrsmittels, im besonderen eines Schienenfahrzeugs.
Lichtsignale werden auf breiter Front eingesetzt um Verkehrsflüsse zu steuern, wie beispielsweise im schienengebundenen Verkehr und im Strassenverkehr.
Je nach Standort sind die Lichtsignale beispielsweise in den Bergen und in nordischen Ländern oft sehr lange winterlichen Wetterverhältnissen ausgesetzt. Besonders Nassschnee kann dazu führen, dass ein Lichtpunkt des Lichtsignals wegen von der Schute herabhängendem Schnee und/oder wegen direkt auf der Frontscheibe befindlichem Schnee nicht mehr ausreichend gut und früh genug wahrgenommen werden kann. Im schlimmsten Fall droht beispielsweise sogar eine Überfahrt eines Rotlicht anzeigenden Eisenbahnsignals mit den entsprechenden Sicherheitsgefahren.
Sehr häufig sind die einzelnen Leuchtpunkte aber so konstruiert, dass ein Leuchtmittel eines Lichtpunkts in einem vergleichsweise gut abgeschlossenen Volumen angeordnet ist. Dabei erzeugen gerade Glühfadenlampen, die im Eisenbahnverkehr typischerweise Leistungsaufnahmen von 10 bis 50 Watt aufweisen, eine vergleichsweise grosse Wärmeleistung, die in der Regel ausreicht, die Frontscheibe des Lichtpunkts entsprechend von innen her zu erwärmen. Somit kann besonders angeblasener Nassschnee nur schlecht an der Aussenseite der Frontscheibe haften bleiben. Zudem erwärmt die von der Frontscheibe aufsteigende Wärme auch die den Lichtpunkt nach oben gegen Niederschlag schützende Schute, sodass die Gefahr von überhängendem Schnee und ein Verdecken des Lichtpunkts relativ sicher ausgeschlossen werden kann.
Aus Gründen längeren Standzeit und des geringen Wartungsaufwandes werden aber mehr und mehr Lichtpunkte speziell von Eisenbahnsignalen mit LED-Leuchtmittel ausgerüstet, die zur Erreichung derselben Leuchtstärke eine viel geringere elektrische Leistung aufnehmen müssen. Zudem ist auch die Wärmeentwicklung eines LED-Leuchtmittels erheblich geringer als die einer klassischen Glühfadenlampe.
Somit ist das Problem der ausreichenden Sichtbarkeit von Lichtpunkten bei winterlichen Wetterverhältnissen, im Besondere ist da angeblasener Nassschnee zu nennen, wieder virulent, da die von dem LED-Leuchtmittel erzeugte Wärme nun nicht mehr ausreichen kann, die Frontscheibe und die Schute schneefrei zu halten.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignal anzugeben, dessen Lichtpunkte auch bei winterlichen Wetterverhältnissen immer sicher wahrgenommen werden können.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Lichtsignal zur Steuerung eines Verkehrsmittels, im besonderen eines Schienenfahrzeugs, gelöst, umfassend:

a) mindestens einen Leuchtpunkt, der ein Volumen definiert, in dem ein diesem Leuchtpunkt zugeordnetes Leuchtmittel auf LED-Basis angeordnet ist;
b) eine das Volumen in Abstrahlrichtung begrenzende und für das Licht des Leuchtmittels durchlässige Frontscheibe,
c) ein in dem Volumen und/oder in der Frontscheibe angeordnetes Heizelement; und
d) eine Steuerungsschaltung zur Versorgung des Leuchtpunkts und des Heizelements mit elektrischer Leistung.

Auf diese Weise ist es möglich die Frontscheibe und die Schute des Lichtpunkts weitgehend schneefrei zu halten, um die Sichtbarkeit des Lichtpunkts auch bei widrigen Wetterverhältnissen garantierten zu können. Die
Steuerungsschaltung kann dabei auch über Kommunikationsmittel verfügen, die in Antwort auf die herrschenden Wetterverhältnisse Steuersignale zum Einschalten des Heizelements empfangen können. Somit kann das Heizelement beispielsweise gezielt nur bei Schneefall oder einer speziellen Nassschneewetterlage eingeschaltet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Heizelement als Drahtfilamente in die Frontscheibe integriert sein. Es ist aber auch möglich, das Heizelement als Heizpatrone innerhalb des Volumens anzuordnen. Natürlich ist auch eine Kombination beider Massnahmen denkbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuerungsschaltung auf eine Leistungsaufnahme eingestellt sein, die einen Strom für den Betrieb einer Glühfadenlampe etwa gleicher Leuchtstärke wie der des Leuchtmittels fliessen lässt, wobei aufgrund der gegenüber der Glühfadenlampe geringeren Leistungsaufnahme durch das Leuchtmittel die überschüssige Leistung in dem Heizelement verbraucht wird. Auf diese Weise wird trotz der geringeren Leistungsaufnahme durch das LED-Leuchtmittel ein Strom verbraucht, der dem Stromverbrauch der Glühfadenlampe entspricht. Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine stellwerkseitge Stromüberwachung für den Lampenstrom im Signalpunkt gar nicht wahrnimmt, dass die Glühfadenlampe gegen ein LED-Leuchtmittel mit viel geringerer Leistungsaufnahme ausgetauscht worden ist.
Weiter kann die Frontscheibe durch eine Schute zumindest teilweise überdacht sein, wobei die Schute so angeordnet ist, dass die an der Frontscheibe aufsteigende Wärme des Heizelements die Schute von unten erwärmt, womit auf der Schute überhängender Nassschnee sicher abgeschmolzen werden kann bzw. die Haftung verliert und herunterfällt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind den übrigen Unteransprüchen zu entnehmen.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die Figur in schematischer Ansicht ein Lichtsignal 2 mit einem LED-Leuchtpunkt 4 und eine mit Drahtfilamenten 6 versehene Frontscheibe 8. Das Lichtsignal 2 ruht auf einem Signalmast 10 und umfasst weiter eine Steuereinheit 12 zur Anschaltung des LED-Leuchtpunkts 4. Die Steuereinheit 12 erhält ihre Steuerbefehle von einem hier nicht weiter dargestellten Stellwerk über entsprechende Zuleitungen 14, über die auch die Energie zum Betrieb des LED-Leuchtpunkts 4 geliefert wird. Zudem kann die Steuereinheit 12 bei entsprechender Ausgestaltung über die Zuleitungen 14 auch entsprechende Status- und/oder Diagnosemeldungen an das Stellwerk zurückgeben.
Die Steuereinheit 12 verfügt weiter über Zuleitungen 16 zu einer Heizpatrone 18 und über Zuleitungen 20 zu den in der Frontscheibe 8 integrierten Drahtfilamenten 6. Alle vorstehende genannten Komponenten befinden sich in einem Signalkasten, der an dem Signalmast 10 aufgehängt ist. In Annäherung an das Lichtsignal 2 sieht ein Fahrzeugführer den LED-Leuchtpunkt 4, der entsprechend durch die Frontscheibe 8, die auch linsenförmige Elemente zur Fokussierung des von dem LED-Leuchtpunkt 4 angestrahlten Lichts umfassen kann, abgebildet und von einer Signalplatte 24 umgeben ist. Zum Schutz der Frontscheibe 8 gegen direkten Niederschlag von oben ist eine Schute 26 vorgesehen.
Mittels der Drahtfilamente 6 und der Heizpatrone 18 kann die Frontscheibe nun so stark erwärmt werden, dass durch Wind an die Frontscheibe 8 angeblasener Nassschnee sich dort nicht verfestigen kann, sondern abgeschmolzen wird bzw. sich dort erst gar nicht absetzen. Zudem führt die von der Frontscheibe 8 nach aussen abgestrahlte Wärme dazu, dass auch die Schute 26 an ihrer Unterseite beheizt wird, was beispielsweise dann auch zum Herunterfallen von Schnee, besondern von die Schute 26 überragenden Schnee, führt. Somit ist die Sichtbarkeit des Lichtsignals 2 auch sehr widrigen winterlichen Wetterverhältnissen gegeben.
Die für die Drahtfilamente 8 und die Heizpatrone 18 benötigte Energie kann dabei auf verschiendenste Weise bereitgestellt werden. Neben einer stellwerkseitigen Versorgung des LED-Leuchtmittels 4 könnte das Lichtsignal 2 auch an eine vom Stellwerk unabhängige Energiequelle angeschlossen sein, wie z.B. an das oft vorhandene Netz der öffentlichen Stromversorgung. Es könnte aber ein Batteriebetrieb mit zugeordneten Solarzellen oder dergleichen vorgesehen sein.
Einen besonderen Fall stellt die Energieversorgung für das Lichtsignal 2 aus einem Relaisstellwerk heraus dar. Durch das Fliessen des Lampenstroms für eine Glühfadenlampe detektiert der Relaissatz für das Lichtsignal in dem Relaisstellwerk die korrekte Funktion des Lichtsignals, nämlich das Leuchten der Glühfadenlampe. Bei dem hier vorliegenden Einsatz des LED-Leuchtpunkts 4 liegt die Leistungsaufnahme für eine Lichtabstahlung gleicher Leuchtkraft wesentlich tiefer als bei der Glühfadenlampe, was aufgrund der geringeren Stromflüsse zu einem Abfallen von Relais in dem Relaissatz führen könnte, was dann zu einer Warnung auf der Strecke führt bzw. zu einer Totalblockade eines Gleisabschnitts führen kann. Die Steuereinheit 12 ist somit hier auf eine Leistungsaufnahme für das Leuchten einer Glühfadenlampe eingestellt, also z.B. 40 W. Aufgrund der gegenüber der Glühfadenlampe geringeren Leistungsaufnahme durch das LED-Leuchtmittel 4 kann die überschüssige Leistung in den Drahtfilamente 6 und/oder der Heizpatrone 18 verbraucht werden. Somit «merkt» das Relaisstellwerk von dem Ersatz der Glühfadenlampe durch den viel langlebigeren LED-Leuchtpunkt 4 eigentlich gar nichts und zusätzlich können die Frontscheibe 8 und die Schute 26 des Lichtsignals 2 schnee- und eisfrei gehalten werden.

Claims

Lichtsignal (2) zur Steuerung eines Verkehrsmittels, im besonderen eines Schienenfahrzeugs, umfassend:
a) mindestens einen Leuchtpunkt, der ein Volumen definiert, in dem ein diesem Leuchtpunkt zugeordnetes Leuchtmittel (4) auf LED-Basis angeordnet ist;

b) eine das Volumen in Abstrahlrichtung begrenzende und für das Licht des Leuchtmittels durchlässige Frontscheibe (8),

c) ein in dem Volumen und/oder in der Frontscheibe (8) angeordnetes Heizelement (6, 18); und

d) eine Steuerungsschaltung (12) zur Versorgung des Leuchtpunkts (4) und des Heizelements (6, 18) mit elektrischer Leistung.
Lichtsignal (2) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizelement als Drahtfilamente (6) in die Frontscheibe (8) integriert sind.
Lichtsignal (2) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Heizelement als Heizpatrone (18) innerhalb des Volumens angeordnet ist.
Lichtsignal (2) nach einem der vorangegangen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuerungsschaltung (12) auf eine Leistungsaufnahme eingestellt ist, die einen Strom für den Betrieb einer Glühfadenlampe etwa gleicher Leuchtstärke wie der des Leuchtmittels (4) fliessen lässt, wobei aufgrund der gegenüber der Glühfadenlampe geringeren Leistungsaufnahme durch das Leuchtmittel (4) die überschüssige Leistung in dem Heizelement(6, 18) verbrauchbar ist.
Lichtsignal (2) nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Frontscheibe (8) durch eine Schute (26) zumindest teilweise überdacht ist, wobei die Schute (26) so angeordnet ist, dass die an der Frontscheibe (8) aufsteigende Wärme des Heizelements (6, 18) die Schute (26) von unten erwärmt.