ES2276196T3 - Faro con luces de señalizacion y de circulacion para un vehiculo ferroviario. - Google Patents

Abstract

Faro combinado con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios, que comprende un primer medio luminoso configurado como diodo emisor de luz (12) para irradiar luz con una primera intensidad luminosa en una primera dirección de irradiación principal (18) y, por lo menos, un segundo medio luminoso configurado como diodo emisor de luz (20, 28) para irradiar luz en una segunda dirección de irradiación principal (14), siendo más reducida la segunda intensidad luminosa que la primera y siendo la segunda dirección de irradiación principal (14) diferente de la primera dirección de irradiación principal (18), y debiendo generarse con el por lo menos un segundo medio luminoso por lo menos una sección de un disco de señalización uniformemente iluminado, caracterizado porque por lo menos uno de los segundos medios luminosos está configurado como un denominado LED emisor lateral (28) que emite luz en un intervalo angular de aproximadamente +/- 110º con respecto a un eje central (29) del LED emisor lateral (28), y porque están previstos unos medios de reflexión y dispersión para conducir la luz emitida por el LED emisor lateral (28) sustancialmente en la segunda dirección de irradiación principal (14).

Description

Faro con luces de señalización y de circulación para un vehículo ferroviario.

La presente invención se refiere a un faro con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios, que comprende un primer medio luminoso formado como diodo emisor de luz para irradiar luz con una primera intensidad luminosa en una dirección de irradiación principal y por lo menos un segundo medio luminoso configurado como diodo emisor de luz para irradiar luz en una segunda dirección de irradiación principal, siendo la segunda intensidad luminosa más reducida que la primera intensidad luminosa y siendo la segunda dirección de irradiación principal diferente de la primera dirección de irradiación principal, y debiendo generarse con el por lo menos un segundo medio luminoso por lo menos una sección de un disco de señalización iluminado de manera uniforme.

Por el documento de publicación europeo EP 1 195 311 A1 es conocida un piloto de señalización para un vehículo ferroviario. El piloto de señalización presenta como medio luminoso varios diodos luminosos. En el piloto de señalización pueden estar presentes diodos luminosos de diferentes colores. Los diodos luminosos pueden estar dispuestos alrededor de un rebajo para un faro. El faro dispuesto en el rebajo puede ser, por ejemplo, un faro de lente con una lámpara de incandescencia halógena. Por tanto, pueden combinarse espacialmente el faro para la luz de cruce y el piloto de señalización.

Por el documento de publicación alemán DE 198 15 868 A1 es conocido también un faro espacialmente combinado. En esta solución se utilizan solamente LED.

Por la patente US nº 4.654.629 es conocido un piloto de señalización para vehículos ferroviarios que presenta varios diodos emisores de luz y en el que están previstas lentes para conseguir un haz de luz con la característica de irradiación deseada. Las lentes pueden estar configuradas como lentes de Fresnel. Para lograr una dirección de irradiación deseada, los diodos emisores de luz pueden estar dispuestos con inclinación hacia una dirección de irradiación
deseada.

Por el modelo de utilidad alemán DE 296 12 300 U1 son conocidos pilotos de señalización para vehículos ferroviarios que presentan diodos emisores de luz en calidad de medios luminosos. Los diodos emisores de luz se montan sobre una placa de circuito impreso y forman un circuito luminoso. En función del lugar de utilización, como luz de cabecera o luz de cola pueden utilizarse diodos emisores de luz blanca, amarilla o roja.

Por el modelo de utilidad alemán DE 200 12 815 U1 se conoce un piloto de cola de tren con uso de LED, en el que unos LED rojos y blancos están dispuestos de manera centrada detrás de un disco de cubierta rojo. Los LED están dispuestos en un inserto que puede montarse posteriormente en un piloto de cola del tren en lugar de unos medios luminosos convencionales.

Con la invención se pretende crear un faro, en particular un faro y luz combinados con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios que, por un lado, pueda facilitar luz de circulación con elevada intensidad luminosa y, por otro lado, pueda facilitar también como luz de señalización un disco de señalización iluminado de manera uniforme.

Según la invención, se ha previsto para ello un faro combinado con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios, que comprende un primer medio luminoso configurado como diodo emisor de luz para irradiar luz con una primera intensidad luminosa en una primera dirección de irradiación principal y por lo menos un segundo medio luminoso configurado como diodo emisor de luz para irradiar luz en una segunda dirección de irradiación principal, siendo la segunda intensidad luminosa menor que la primera intensidad luminosa y siendo la segunda dirección de irradiación principal diferente de la primera dirección de irradiación principal, y debiendo generarse con el por lo menos un segundo medio luminoso, por lo menos una sección de un disco de señalización iluminado de manera uniforme, en cuyo faro por lo menos uno de los segundos medios luminosos está configurado como un denominado LED emisor lateral que proyecta luz en un intervalo angular de +/- 110º con respecto a un eje central del LED emisor lateral, y en cuyo faro están presentes medios de reflexión y dispersión para conducir la luz emitida por el LED emisor lateral sustancialmente en la segunda dirección de irradiación principal.

El uso de un LED emisor lateral en unión de medios adecuados de reflexión y dispersión posibilita que se facilite también en la zona en la que está dispuesto el primer LED para la luz de circulación una sección iluminada de manera uniforme de un disco de señalización durante el funcionamiento de la luz de señalización. En faros combinados conocidos con luces de señalización y de circulación es ciertamente conocido el recurso de rodear una lámpara de incandescencia halógena para la luz de circulación de elevada intensidad luminosa con diodos emisores de luces para el funcionamiento de la luz de señalización, pero puede observarse siempre un orificio oscuro en el disco de señalización durante el funcionamiento de la luz de señalización o durante el funcionamiento combinado de las luces de señalización y de circulación, ya que el primer medio luminoso no emite luz o solamente emite una luz insuficiente en la segunda dirección de irradiación principal para poder iluminar uniformemente el disco de señalización. En este caso, en la zona de la luz de circulación no puede utilizarse sin más medidas un medio luminoso adicional para el funcionamiento de la luz de señalización, ya que, de lo contrario, éste produciría una zona de sobra durante el funcionamiento de la luz de circulación. Por medio del uso de un LED emisor lateral se consigue ahora integrar luz en esta zona del primer medio luminoso para el funcionamiento de la luz de circulación y, en unión de medios de reflexión y dispersión adecuados, proyectarla en la segunda dirección de irradiación principal, sin que haya que temer una creación de sombra durante el funcionamiento de la luz de circulación. Por tanto, esto es lo que ocurre también en este caso debido a que los LED emisores laterales están estructurados de manera extremadamente plana en la dirección de su eje central, con lo que éstos, incluso cuando están dispuestos en la zona del primer medio luminoso para el funcionamiento de la luz de circulación, no originan ningún perjuicio o sólo originan un perjuicio poco importante en la marcha de los rayos de la luz de circulación.

En un perfeccionamiento de la invención, los medios de reflexión y dispersión están configurados como reflectores de tipo parabólico.

Dicho reflector de tipo parabólico puede estar configurado, por ejemplo, con facetas para dispersar en una amplia zona la luz emitida por el LED emisor lateral. No obstante, con una configuración correspondiente del reflector de tipo parabólico puede elegirse también una superficie azogada continua.

En un perfeccionamiento de la invención, los medios de reflexión y dispersión presentan por lo menos de manera segmentada una superficie estructurada para generar una reflexión difusa.

De este modo, se consigue que la luz emitida por el LED emisor lateral pueda salir sustancialmente a través de toda la zona del disco de señalización en la que sale la luz de circulación del primer medio luminoso, con lo que se genera un disco de señalización uniformemente iluminado durante el funcionamiento de la luz de señalización. En este caso, la combinación de un LED emisor lateral en unión de medios de reflexión y dispersión para generar una reflexión difusa posibilita también sorprendentemente que la zona del disco de señalización que está previsto para la salida de la luz de circulación, iluminada muy uniformemente durante el funcionamiento de la luz de señalización, sin que se arroje una sombra apreciable sobre el primer medio luminoso durante el funcionamiento de la luz de circulación. Un reflector adecuado puede presentar, por ejemplo, una superficie limpiada primero por chorro de arena y luego azogada para crear una superficie estructurada en la que se refleje de manera difusa la luz. La conformación del reflector puede ser de tipo parabólico y, especialmente, puede utilizarse un reflector parabólico. La reflexión difusa de la luz emitida por el LED emisor lateral es, en este caso, beneficiosa para garantizar la impresión de un disco de señalización uniformemente iluminado desde diferentes direcciones de observación.

En un perfeccionamiento de la invención, el primer medio luminoso está dispuesto en el foco de una lente adicional y los medios de reflexión y dispersión conducen a la lente adicional la luz emitida por el por lo menos un segundo medio luminoso.

Se utiliza dicha lente adicional para concentrar la luz de circulación emitida por el primer medio luminoso en una zona definida. No obstante, una lente adicional de este tipo dificulta considerablemente la generación de un disco de señalización uniforme ya que deben disponerse también los LED emisores laterales cerca del primer medio luminoso para impedir su sombreado. Habilitando medios de reflexión y dispersión que reflejen en forma difusa, especialmente un reflector parabólico con superficie reflectante difusa, se consigue en este caso distribuir la luz procedente del LED emisor lateral de modo que ya no pueda enfocarse completamente por la lente adicional. Por tanto, también desde diferentes direcciones de observación, puede generarse un disco de señalización uniformemente iluminado.

En un perfeccionamiento de la invención, el segundo medio luminoso está dispuesto a distancia del foco de la lente adicional o a la altura del foco, pero desplazado lateralmente con respecto a éste.

Por medio de esta disposición del segundo medio luminoso se puede proporcionar, en el caso de un sombreado muy pequeño de la irradiación de la luz de circulación, una sección uniformemente iluminada del disco de señalización.

En un perfeccionamiento de la invención, la lente adicional está rodeada por lo menos de manera segmentada por diodos emisores de luz adicionales.

Gracias a estas medidas, se puede generar de manera sencilla la sección del disco de señalización iluminado que rodea la zona de irradiación de la luz de circulación. Dado que están previstos varios diodos emisores de luz, se consigue una seguridad contra fallos extremadamente elevada.

En un perfeccionamiento de la invención, están conectados adicionalmente diodos emisores de luz roja, luz verde y/o luz amarilla durante el funcionamiento de la luz de señalización o la luz de circulación con luz blanca.

Por ejemplo, durante el funcionamiento de la luz de señalización o en el funcionamiento de la luz de circulación con luz blanca se pueden añadir especialmente propartes espectrales rojas con las cuales pueden mejorarse la posibilidad de reconocer las señales retrorreflejas. En general, pueden modificarse el lugar del color de la luz irradiada y adaptarse a requisitos especiales. Los diodos emisores adicionalmente de luz roja, amarilla y/o verde pueden estar dispuestos, en este caso, tanto en una zona que rodea una lente adicional para la luz de circulación, como también delante de la lente adicional, lo que significa en el LED emisor lateral.

Características y ventajas adicionales de la invención se ponen de manifiesto a partir de las reivindicaciones y de la siguiente descripción de una forma de realización preferida de la invención en relación con los dibujos, en los que:

la figura 1 muestra una vista en sección lateral de un faro según la invención de conformidad con una forma de realización preferida,

la figura 2 muestra una vista en perspectiva de un reflector utilizado en el faro de la figura 1,

la figura 3 muestra una distribución de la intensidad luminosa de un diodo luminoso configurado como LED emisor lateral en el faro de la figura 1, y

la figura 4 muestra una distribución espectral de la luz emitida por los diodos luminosos del faro de la figura 1.

Una forma de realización preferida del faro según la invención, un faro con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios, está representada esquemáticamente en la vista en sección lateral de la figura 1. Dentro de una carcasa de faro 10 está dispuesto un LED blanco 12 de alta potencia que está provisto de un cuerpo de refrigeración y desplazado hacia arriba con respecto a un eje central 14 del faro. En este caso, se puede consignar que la carcasa 10 del faro está cerrada por todos lados y realizada, por ejemplo, de manera sellada. El LED blanco12 de alta potencia, incluido su cuerpo de refrigeración, está dispuesto, en este caso, en el interior de la carcasa cerrada 10 del faro. A pesar de la sensibilidad al calor comparativamente elevada de los diodos emisores de luz, esto es posible debido a la formación de calor reducida con los LED con respecto a, por ejemplo, lámparas de incandescencia halógenas y lleva a una configuración constructivamente sencilla de la carcasa 10 del faro. El LED blanco 12 de alta potencia coopera con una óptica secundaria que está configurada como lente adicional 16. Junto con la disposición elegida del LED blanco 12 de alta potencia y de la lente adicional 16 resulta una dirección de irradiación principal 18 orientada hacia abajo del LED 12 de alta potencia, que se usa como luz de circulación. Varios segundos diodos emisores de luz 20 están dispuestos sobre un lado delantero de una placa de circuito impreso 24 rodeando un rebajo central 22 de dicha placa de circuito impreso 24 y se utilizan durante el funcionamiento de la luz de señalización. El LED blanco 12 de alta potencia está dispuesto a distancia de un lado trasero de la placa de circuito impreso 24 en una pared trasera de la carcasa 10 del faro. La placa de circuito impreso 24 está dispuesta también dentro de la carcasa 10 del faro. Debido a la distancia que guarda el LED blanco 12 de alta potencia con respecto a la abertura central 22 de la placa de circuito impreso y debido al ángulo de irradiación relativamente amplio del LED blanco 12 de alta potencia, una parte de la luz emitida por el LED 12 de alta potencia no pasaría a través de la lente adicional 16 y la abertura central 22 de la placa de circuito impreso 24, sino que iluminaría secciones del lado trasero de la placa de circuito impreso 24 que rodean la abertura central 22. Por tanto, esta parte de la luz se perdería sustancialmente para su aprovechamiento como luz de circulación. En consecuencia, el LED blanco 12 de alta potencia está dispuesto dentro de un reflector 26 que cuida de que sustancialmente toda la luz que es emitida por el LED 12 de alta potencia blanco, se dirija a la lente adicional 16.

Dentro del reflector 26 está previsto un diodo adicional 28 emisor de luz. El diodo emisor de luz 28 está dispuesto dentro del reflector 26, pero desplazado con respecto al LED 12 de alta potencia. El LED 28, que emite también luz blanca, está dispuesto dentro del reflector 26 y este reflector 26 está configurado de tal modo que la luz emitida por él, después de pasar por la lente adicional 16, sale en dirección principalmente paralela al eje central 14. Por tanto, el LED adicional 28 cuida de que durante el funcionamiento de la luz de señalización no se origine ninguna zona oscura en la región del rebajo central 22 de la placa de circuito impreso 24, ni siquiera en caso de observación desde ángulos de reflexión cambiantes, sino que se cree un disco de señalización iluminado de manera uniforme.

Como puede apreciarse en la representación de la figura 1, el LED adicional 28 es de configuración extremadamente plana y está estructurado como un denominado LED emisor lateral. Estos denominados LED emisores laterales emiten luz a través de una zona angular muy grande, y en el diagrama de la figura 3 está representado un ejemplo de distribución de intensidad luminosa del LED 28 emisor lateral, en porcentaje referido al ángulo sólido. En la figura 3 puede apreciarse que el LED 28, a pesar de su forma de construcción muy plana, emite luz en un ángulo de +/- 110º. Por tanto, durante el funcionamiento de la luz de señalización puede cuidarse de que la lente adicional 16 se ilumine uniformemente y bajo diferentes ángulos y, por tanto, se genere un disco de señalización uniformemente iluminado. No obstante, debido a su forma de construcción extremadamente plana, el LED emisor lateral 28 no perturba la marcha de los rayos del LED 12 de alta potencia o sólo lo hace de manera insustancial, con lo que no aparecen proyecciones de sombras en la luz de circulación. En lugar de un único LED adicional 28, pueden disponerse también varios LED emisores laterales en el reflector 26, de modo que éstos no perturben la irradiación de la luz de circulación a través del LED blanco 12 de alta potencia o sólo lo hagan de manera insustancial. En la forma de realización preferida representada en la figura 1, el LED 28 emisor lateral está desplazado hacia abajo con respecto al eje central 14 y, desplazado hacia delante en la dirección de irradiación con respecto al LED blanco 12 de alta potencia está dispuesto en la pared interior del reflector 26. Un cuerpo de refrigeración del LED adicional 28 está situado en un lado trasero del reflector 26.

La vista en perspectiva de la figura 2 muestra el reflector 26 de la figura 1, pudiendo apreciarse en la vista en perspectiva de la figura 2, del LED blanco 12 de alta potencia y del LED emisor lateral 28, solamente el respectivo cuerpo de refrigeración asociado y dispuesto en el lado exterior del reflector 26. El reflector 26 presenta en su lado interior una superficie estructurada que, por ejemplo, se origina limpiando el reflector 26 por chorro de arena en su lado interior antes del azogamiento. Por tanto, puede conseguirse que la luz se refleje de manera difusa al incidir en el lado interior del reflector 26. La luz que sale del LED emisor lateral 28 es reflejada así de manera difusa por el reflector 26 y, a consecuencia de esto, incide desde muy diferentes direcciones en la lente adicional 16. Por tanto, la lente adicional 16 no puede enfocar la luz que sale del LED emisor lateral 28 en la primera dirección de irradiación principal 18 o por lo menos no puede hacerlo ya completamente. Por el contrario, por lo menos una parte considerable de la luz que sale del LED emisor lateral 28 en direcciones diferentes de la primera dirección de irradiación principal 18 atravesará la lente adicional 16. Por tanto, puede asegurarse que, con el LED emisor lateral 28 conectado, la zona del rebajo central 22 de la placa de circuito impreso 24 aparezca como uniformemente iluminada incluso desde diferentes direcciones de observación. Junto con los LED adicionales 20 dispuestos en el lado delantero de la placa de circuito impreso 24 y que rodean en forma de anillo el rebajo central 22, puede asegurarse así un disco de señalización uniformemente iluminado. Por lo demás, la carcasa 10 del faro presenta en el lado de salida de la luz un disco de protección transparente 30 que, no obstante, no influye en la distribución de la luz o sólo lo hace de manera insustancial.

Cuando en el faro con luces de señalización y de circulación de la figura 1 según la invención están conectados solamente la luz de circulación y, por tanto, el LED blanco 12 de alta potencia, se emite solamente una intensidad luminosa pequeña en la dirección del eje central 14, de modo que el faro ya no es reconocido como luz de señalización en la dirección del eje central 14, por ejemplo con un diámetro requerido de 170 mm. Para garantizar esto también durante el funcionamiento de la luz de circulación, se conectan también durante el funcionamiento de la luz de circulación el LED emisor lateral 28 y los segundos LED 20. Adicionalmente, cuando se utiliza el faro según la invención como lámpara superior en un vehículo ferroviario, los segundos LED 20 y el LED emisor de luz 28 pueden emitir durante el funcionamiento de la luz de circulación 28, es decir, junto con el LED 12 de alta potencia, más luz de la que es en sí y de por sí necesaria para la función de "luz de señalización blanca". Durante el funcionamiento puro de la luz de señalización se hacen funcionar entonces los segundos LED 20, 28 con la intensidad luminosa nominal.

En la representación de la figura 4, el trazado en línea continua de la curva muestra el espectro de un LED blanco convencional de alta potencia, mientras que el trazado representado en línea discontinua en el intervalo entre aproximadamente 600 y 700 nm muestra el espectro del LED 12 de alta potencia utilizado en el faro de la figura 1. Fuera del intervalo comprendido entre 600 nm y 700 nm, el espectro del LED 12 de alta potencia discurre de manera coincidente con la curva de línea continua representada. Puede apreciarse que, además del espectro normal de un LED blanco de alta potencia, el espectro presenta también unos máximos secundarios 32, 34 a aproximadamente 600 nm, lo que corresponde a un color de luz ámbar, así como a aproximadamente 640 nm, correspondiente a un color de luz rojo, indicándose estos máximos secundarios en líneas discontinuas. Con respecto a diodos luminosos blancos convencionales que presentan solamente partes rojas o ámbar mínimas en el espectro, puede mejorarse así netamente la posibilidad de reconocer señales retrorreflejadas rojas y amarillas durante el funcionamiento de la luz de circulación.

Esto es importante particularmente durante el funcionamiento de la luz de circulación, ya que, si bien pueden conectarse adicionalmente LED rojos, verdes y/o amarillos durante el funcionamiento de la luz de señalización, esto no es eficaz con respecto a la luz de circulación emitida, ya que la luz emitida por el LED blanco 12 de alta potencia está inclinada con respecto al eje central 14 y, por tanto, con respecto a un eje de LED rojos que, por ejemplo, están dispuestos entre los LED 20 adicionales. Además, la diferencia de intensidad luminosa entre la luz emitida por el LED blanco 12 de alta potencia y la luz emitida por LED eventualmente rojos es tan grande que no podría generarse una corriente de luz suficiente por parte de LED rojos. Finalmente, los LED rojos podrían actuar en dirección axial, lo que significa en la dirección del eje longitudinal central 14, como un aura roja del LED blanco 12 de alta potencia y podrían así confundirse desde ángulos determinados con una señal de cola del tren. Por tanto, según la invención, el LED blanco 12 de alta potencia se diseña de tal manera que presente partes espectrales apreciables a 600 nm y a 640 nm. Esto puede realizarse, por ejemplo, por medio de LED de alta potencia que estén provistos de por lo menos sendos chips verde, rojo y azul en una carcasa y en los que pueda fijarse casi a voluntad y también ajustarse individualmente el lugar de color de la respectiva luz emitida a través de activaciones diferentes de los chips individuales. Para conseguir también durante el funcionamiento de la luz de señalización un lugar de color deseado de la luz emitida, los segundos LED 20 pueden presentar por lo menos algunos LED rojos, verdes y amarillos. Simultáneamente, junto con el LED emisor lateral blanco 28 pueden disponerse adicionalmente LED verdes, amarillos y/o rojos emisores laterales en el lado interior del reflector 26 para fijar el lugar de color deseado sobre todo el disco de señalización a iluminar.

Claims (7)

1. Faro combinado con luces de señalización y de circulación para vehículos ferroviarios, que comprende un primer medio luminoso configurado como diodo emisor de luz (12) para irradiar luz con una primera intensidad luminosa en una primera dirección de irradiación principal (18) y, por lo menos, un segundo medio luminoso configurado como diodo emisor de luz (20, 28) para irradiar luz en una segunda dirección de irradiación principal (14), siendo más reducida la segunda intensidad luminosa que la primera y siendo la segunda dirección de irradiación principal (14) diferente de la primera dirección de irradiación principal (18), y debiendo generarse con el por lo menos un segundo medio luminoso por lo menos una sección de un disco de señalización uniformemente iluminado, caracterizado porque por lo menos uno de los segundos medios luminosos está configurado como un denominado LED emisor lateral (28) que emite luz en un intervalo angular de aproximadamente +/- 110º con respecto a un eje central (29) del LED emisor lateral (28), y porque están previstos unos medios de reflexión y dispersión para conducir la luz emitida por el LED emisor lateral (28) sustancialmente en la segunda dirección de irradiación principal (14).

2. Faro según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios de reflexión y dispersión presentan por lo menos de manera segmentada una superficie estructurada para generar una reflexión difusa.

3. Faro según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque los medios de reflexión y dispersión están configurados como un reflector (26) de tipo parabólico.

4. Faro según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el primer medio luminoso (12) está dispuesto en la dirección de irradiación delante de una lente adicional (16) y los medios de reflexión y dispersión conducen la luz emitida por el LED emisor lateral (28) a la lente adicional (16).

5. Faro según la reivindicación 4, caracterizado porque el LED emisor lateral (28) está dispuesto a distancia del foco de la lente adicional (16) o a la altura de dicho foco, pero desplazado lateralmente con respecto al foco.

6. Faro según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la lente adicional (16) está rodeada por lo menos de manera segmentada por unos diodos emisores de luz adicionales (20).

7. Faro según por lo menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque durante el funcionamiento de la luz de señalización o de la luz de circulación con luz blanca están conectados adicionalmente unos diodos (20) emisores de luz roja y/o luz verde.