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Patent Searching and Data


Title:
INSET LIGHT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/003729
Kind Code:
A1
Abstract:
In inset lights it is essential to have an inset lamp to ensure light radiation and at least a deflector prism ensuring the radiation in a predetermined angle. Said deflector prism (9, 40) consists of a coloured glass acting as protective glass for the inset light, the colour of the radiated light corresponding to a precise shade of the colour-phase diagram. A unidirectional, bi-directional and/or omnidirectional radiation can be obtained. Suitable coloration of the protective glass (9, 40) results in the colours required for traffic lights. Besides the preferential use as inset light with panoramic radiation for air fields, said inset lights can also be used on the roads in the road network.

Inventors:
GOERKE REINHARD (BE)
Application Number:
PCT/DE1998/001980
Publication Date:
January 28, 1999
Filing Date:
July 15, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
GOERKE REINHARD (BE)
International Classes:
B64F1/20; F21S8/00; F21V5/02; (IPC1-7): B64F1/20; F21Q3/00
Domestic Patent References:
WO1986005157A11986-09-12
WO1992004232A11992-03-19
WO1986005157A11986-09-12
Foreign References:
GB660647A1951-11-07
DE728095C1942-11-19
US5556189A1996-09-17
GB2200981A1988-08-17
EP0544799B11995-04-12
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Unterflurfeuer für Fahrbahnen, mit einer versenkt ange ordneten Lampe als Strahlungserzeuger für Licht und wenig stens einem Ablenkprisma zur Abstrahlung unter vorgegebenem Winkel, da du r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Ablenkprisma (9, 40) als Abschlu glas aus eingefärbtem Glas besteht, wobei für das abgestrahlte Licht ein definier ter Farbort entsprechend den geforderten Spezifikationen der Normfarbtafel erreicht wird.
2. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Abschlu glas (9, 40) für eine unidirektionale Abstrahlung ausgebildet ist.
3. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Abschlu glas (9, 40) für eine bidirektionale Abstrahlung ausgebildet ist.
4. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Abschlu glas (9, 40) für eine omnidirektionale, d.h. rundumstrahlende, Abstrahlung ausgebildet ist.
5. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch eine rote Abstrahlung.
6. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch eine gelbe Abstrahlung.
7. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch eine blaue Abstrahlung.
8. Unterflurfeuer nach Anspruch 1, g e k e n n z e i c h n e t durch eine grüne Abstrahlung.
9. Unterflurfeuer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Anwendung für Fahr bahnen von Flugfeldern od. dgl..
10. Unterflurfeuer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine Anwendung für Fahr bahnen im Stra enverkehrsnetz.
11. Unterflurfeuer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e k e n n z e i c h n e t durch eine rundsymmetrische Ausbildung.
12. Unterflurfeuer nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da sich die Lampe (5) in der Nähe des Symmetriepunktes einer Reflektoranordnung aus einem Halbkugelspiegel (6), an dessen offene Seite sich ein rund umlaufender Spiegel (7) vorgegebener Geometrie anschlie t, befindet, und da das Abschlu prisma (9) auf der Unterseite rotationssymmetrisch derart profiliert ist, da die aus der Spiegelanordnung (6, 7) austretende Lichtstrahlung allseitig symmetrisch im flachen Winkel (a) abgestrahlt wird.
13. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der rundumlaufende Spiegel (7) eine rotationssymmetrische tonnenförmige Geometrie hat.
14. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der rundumlaufende Spiegel (7) eine asymmetrische konische Geometrie hat.
15. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der rundumlaufende Spiegel (7) segmentiert ist und eine elliptische und/oder sphärische Geometrie hat.
16. Unterflurfeuer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der rundumlaufende Spiegel (7) einen durch affine Verzerrung erzeugten rotationssymmetrischen Kurvenverlauf hat.
17. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der sphärische und der rundumlaufende Spiegel eine Einheit bilden.
18. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da sich vor der Reflektor anordnung (6, 7) wenigstens ein Farbfilter (8) für eine selektive Farbspezifikation befindet.
19. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Ablenkprisma (9) auf der Unterseite eine rundumlaufende zackenförmige Profilierung (91, 92, 93) aufweist, bei dem symmetrisch zur Rotationsachse jeweils gegen die Horizontale geneigte Bereiche vorhanden sind, welche sich in ihrer Höhenlage unterscheiden.
20. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Ablenkprisma (9) als Abschlu glas für die Gesamtanordnung wirkt.
21. Unterflurfeuer nach Anspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Abschlu glas (9)an seiner Oberseite eine rundumlaufende Flanke (96) allseitig gleichen Winkels ( ) hat.
22. Unterflurfeuer nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der Winkel ( ) der rund umlaufenden Flanke zwischen 5 und 20°, vorzugsweise 20°, beträgt.
23. Unterflurfeuer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da die An ordnung aus Lampe (5), Spiegelkombination (6, 7), Abschlu prismenglas (9) in einem Gehäuse (10, 11) vibrationskompen siert gehaltert ist.
24. Unterflurfeuer nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der Abstrahlwinkel (a) der Lichtstrahlung 0 bis 30° beträgt.
25. Unterflurfeuer nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da die Lampe eine Reflektorlampe (6) zwischen Reflektorlampe (6) und Ablenkprisma (40) ein Strahlungsteiler (3) vorhanden ist, der die aus der Reflek torlampe(6) austretende Lichtstrahlung zur rotationssymmetri schen Abstrahlung ablenkt.
26. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der Strahlungsteiler aus einem scheibenförmigen Prisma (3) mit ebener Oberseite (36) besteht, dessen Unterseite mit rota tionssymmetrisch umlaufenden Profilierungen (31, 32, 33) versehen ist.
27. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Ablenkprisma (4) zur Oberseite des Strahlteilers (3) eine domartige Aussparung (45) hat.
28. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da auf der domartigen Aussparung eine rundumlaufende zackenförmige Profilierung (341, 342, 343) vorhanden ist, bei der symmetrisch zur Rotationsachse jeweils Bereiche gleicher Neigung vorhanden sind, welche sich in ihrer Höhenlage unterscheiden.
29. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da das Ablenkprisma an seiner Oberseite eine rundumlaufende Flanke (46, 346) gleichen Winkels ( )(3) ( )(3) hat.
30. Rundumstrahlendes Unterflurfeuer nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da der Winkel ( )(3) ( )(3) der rundumlaufenden Flanke zwischen 5 und 20°, vorzugsweise nahe w 200, beträgt.
Description:
Beschreibung Unterflurfeuer Die Erfindung bezieht sich auf ein Unterflurfeuer gemä dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Unterflur- feuer soll universell verwendbar sein.

Unterflurfeuer werden beim Stand der Technik in unterschied- lichsten Ausbildungen vorgeschlagen. Beispielsweise aus der WO-A-86/05157 ist eine Einheit zur Flugfeldbeleuchtung be- kannt, bei dem das optische System eine Linse mit Prismen- charakter aufweist, mit dem die Strahlung einer Reflektor- lampe nach au en abgestrahlt wird. Zur Prismenausbildung ist im Zentrum des optischen Systems eine Aussparung vorhanden, wobei über die gesamte Anordnung eine Schutzkappe angeordnet ist. Weiterhin ist aus der EP-B-0 544 799 ein Markierungs- licht mit wenigstens einer Sägezahnausbildung auf der Ober- seite des optischen Systems bekannt, deren schräg verlaufende Flächenabschnitte solche Neigungswinkel haben, da das auf- fallende Licht durch Totalreflexion an den betreffenden schräg verlaufenden Flächenabschnitten zurückgeworfen und unter der grö tmöglichen Brechung in dem betreffenden be- nachbarten, schräg verlaufenden Flächenabschnitt emittiert wird. Mit beiden Einrichtungen ist die Abstrahlung von Licht in zwei gegenüberliegenden Hauptabstrahlrichtungen möglich.

Daneben ist bereits die Verwendung von sogenannten Gürtel- linsen bei Beleuchtungseinrichtungen vorgeschlagen worden.

Solche Gürtellinsen haben allerdings ein relativ hoch aus dem Untergrund herausragendes Gehäuse und sind daher nicht für den gewünschten Zweck als Unterflurfeuer anwendbar. Weiterhin wurden auch sogenannte Axialstrahlenverteiler in Zusammen- wirkung mit Prismenringabschlu gläsern bzw. verspiegelte Konusprismengläser mit relativ gro en Querschnittsdifferenzen vorgeschlagen.

Häufig erfüllen die bekannten Einrichtungen noch nicht die Forderungen an die Spezifikationen des Lichtes, insbesondere eine symmetrische Rundabstrahlung. Daneben verfügen die Ein- richtungen, die befriedigende Spezifikationen haben, noch über zu gro e Bauhöhen. Sie sind deshalb für Bewegungs- flächen, wie Vorfelder, Start- und Rollbahnränder von Flug- häfen, weniger geeignet.

Hierzu werden mit den älteren, nichtvorveröffentlichten Patentanmeldungen 197 30 182.7 und 197 30 183.5 Systeme vorgeschlagen, die mit einem optischen Reflektorsystem und einem Ablenkprisma als Abschlu glas als rundumstrahlendes Unterflurfeuer ausgebildet sind.

Ausgehend von obigem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, Unterflurfeuer vorzuschlagen, welche die vor- gegebenen Spezifikationen an das Licht durch eine Lampe erfüllen.

Die Aufgabe ist erfindungsgemä bei einem Unterflurfeuer der gattungsgemä en Art durch die Gesamtheit der Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorzugsweise Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bei der Erfindung wird als Abschlu prisma erstmalig eine "eingefärbte" Stufenlinse verwendet, die sowohl den Forderun- gen nach mechanischer Festigkeit beim Überrollen entspricht, als auch allen thermischen Belastungen durch die Lichtquelle gewachsen ist, die aber auch den Farbort entsprechend der geforderten Spezifikationen der Normfarbtafel nach DIN 5033, insbes. für die Spezifikationen "ICAO Annex 14 (Colours for Aeronautical Ground Lights)" und "MIL-C-25050 A-Aviation Color Limits" mit der dort geforderten Licht- bzw. Licht- stärkeverteilung, erfüllt.

Bei der Erfindung wird die "Lichtstrahlung" der Lichtquelle nicht direkt genutzt, sondern über einen Kombinationsspiegel

in Ringzonen winkelabhängig reflektiert und zwar derart, da die reflektierten Strahlenbündel durch die Prismenringe der Stufenlinse refraktiv abgelenkt werden, so da im Haupt- strahlbereich eine spezifikationsgerechte Signalfarbe erzeugt wird. Die unterschiedliche optische Weglänge der Lichtstrah- len durch die Prismenringe hat hierbei - im Gegensatz zu einem optisch transparenten Glas beim Stand der Technik - einen beachtlichen, aber kalkulierbaren Einflu auf die Transmission. Jeder Lichtstrahl hat prinzipiell seine eigene Transmission und damit seinen eigenen Farbort. Beim Filter gemä den älteren Anmeldungen handelt es sich dagegen um eine planparallele Platte mit im wesentlichen gleichem Transmis- sionsfaktor X für gleiche Lichtstrahlrichtungen.

Die Erfindung eignet sich für unidirektionale, bidirektionale und/oder omnidirektionale Unterflurfeuer. Au er der vorzugs- weisen Anwendung bei Flugfeldbeleuchtungen ist sie auch im allgemeinen Fahrbahnnetz anwendbar. Die bevorzugte Anwendung wird als rundumstrahlendes Unterflurfeuer für Flugfeldbe- leuchtungen realisiert.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung von Ausführungs- beispielen anhand der Zeichnung. Es zeigen Figur 1 in Schnittdarstellung die neue Anordnung eines rundstrahlenden Unterflurfeuers, Figur 2 und 3 die Geometrie des Abschlu prismas mit unter- seitiger rotationssymmetrischer Profilierung Figur 4 einen Ausschnitt aus der Farbtafel für die Spezi- fikation "Blau" und Figur 5 eine zu Figur 1 alternative Anordnung eines Unter- flurfeuers.

In Figur 1 ist eine als Unterflurfeuer bezeichnete Anordnung aus einem Gehäuse mit darin angeordneter neuen optischen Einrichtung dargestellt. Im einzelnen kennzeichnet 10 ein

Oberteil zur Anordnung im Boden, an das nach unten ein Ge- häuseteil 11 mit einer Fassung 12 und einer Dichtung 13 für ein sogenanntes Abschlu glas zur Rundumabstrahlung von Licht vorgegebener Farbe angebracht sind. Weiterhin ist eine Hal- terung 14 für die optische Einrichtung vorhanden. Das Gehäuse mit den zugehörigen Einrichtungen ist vibrationskompensiert ausgebildet.

Die optische Einrichtung besteht in einer Kombination der bekannten Lampe mit Spiegeln zur geeigneten Reflexion und einem spezifisch ausgebildeten Ablenkprisma als Abschlu glas.

Im einzelnen bedeuten in Figur 1 5 eine Lampe, deren Axial- wendel unterhalb vom Symmetriepunkt eines Kugelhalbspiegels 6 angeordnet ist. An die offene Seite des Kugelhalbspiegels 6 kann sich beispielsweise ein umlaufender Tonnenspiegel 7 anschlie en. Beide Spiegel können aus einem Formteil her- gestellt sein.

Darüber befindet sich ein als Prisma ausgebildetes Abschlu - glas 9. Das Prisma 9 ist rundsymmetrisch mit Profilierungen 91 bis 94 auf der Unterseite und einer umlaufenden Flanke 96 auf der Oberseite ausgebildet und wird anhand der Figuren 2 und 3 im einzelnen beschrieben.

Aus der kombinierten Darstellung von Draufsicht und Seitenri des Prismenglases gemä den Figuren 2 und 3 ist ersichtlich, da die an der Unterseite umlaufenden Profilierungen 91 bis 93 Prismenringe bilden. Dabei sind die Profilierungen 91 bis 94 jeweils in der vertikalen Höhe von au en nach innen ver- setzt und schlie en jeweils einen Winkel ein, so da die umlaufenden Flanken parallel zueinander sind. Wesentlich ist weiterhin der Neigungswinkel der schrägen umlaufenden Flanke 96 auf der Oberseite des Prismas 9, wobei hier der Mitten- bereich 98 abgeschnitten ist. Der Winkel der Flanke 96 beträgt beispielsweise 20C und wird im allgemeinen je nach gewünschtem Abstrahlwinkel a zwischen 5 und 20° gewählt.

Durch geeignete Ma nahmen kann das Abschlu prisma 9 über- fahrbar ausgebildet sein.

Das Prisma 9 besteht aus eingefärbtem Gas, so da es - ohne Verwendung von Filtern - unmittelbar die gewünschte Signal- farbe abstrahlt. Durch geeignete Einfärbung ist eine rote, eine gelbe, eine blaue oder auch eine grüne Abstrahlung möglich.

Durch ein geeignetes Herstellungsverfahren kann gewährleistet werden, da das Abschlu glas mit Farbspezifikation eine hinreichende mechanische Stabilität erhält und auch bei Temperaturschwankungen unempfindlich gegen Überrollen od. dgl. ist.

In Figur 2 sind zwei Lichtstrahlen eingezeichnet, die parallel durch die Prismenringe des farbigen Prismas 9 laufen. Beide Lichtstrahlen haben in diesem Fall eine unterschiedliche optische Weglänge, was bei Bestimmung des Farbortes beachtet werden mu . Dies ist in der Farbtafel gemä Figur 4 wiedergegeben. Es ergibt sich, da jeder der parallelen Lichtstrahlen eine eigene Transmission 1 und T2 aufweist und somit seinen eigenen Farbort hat.

In der Figur 1 sind beispielhaft ausgewählte Strahlenbündel 1 bis 4 mit entsprechenden Reflexionen bzw. Brechungen dar- gestellt: 1 zeigt den direkten Strahl, der von der Wendel der Lichtquelle 5 am Tonnenspiegel 7 reflektiert wird und im senkrechten Winkel auf die äu ere Profil flanke 91 des Pris- menglases 9 fällt. Sie gelangt ohne Brechung auf die gegen- überliegende Seite und wird von dort gebrochen und im flachen Winkel als Strahl 1" abgestrahlt. Der von der Wendel in die andere Richtung ausgesandte Strahl lr wird am Kugelspiegel 6 reflektiert und ist dann mit dem Strahl 1 bzw. 1' deckungs- gleich bzw. geringfügig versetzt.

Im wesentlichen gleich verhält es sich mit dem Strahl 2 bzw.

2r, der das Abschlu glas 9 in der Profil kante 92 trifft und nach Brechung an der gegenüberliegenden Seite als Strahl 2' parallel zum Strahl 1" abgestrahlt wird. Strahl 3 bzw. 3' läuft nach Spiegelung dementsprechend auf die nächste Profil- kante 93 und wird nach der Brechung als Strahl 3" ebenfalls parallel zu den Strahlen 1'' und 2'' abgestrahlt.

Ganz entsprechend verhält es sich mit dem Strahl 4 bzw. 4r, der nach Spiegelung am Tonnenspiegel 7 als Strahl 4' zur anderen Seite abgelenkt wird und auf der anderen Seite der rotationssymmetrischen Kante 91 des Abschlu glases das Prisma 9 durchläuft und beim Austritt des Prismas an Luft gebrochen und im flachen Winkel als Strahl 4" austritt.

Durch die in Figur 2 dargestellte, rotationssymmetrische Pro- filierung des Prismenglases ergibt sich also die gewünschte Abstrahlung im flachen Winkel, beispielsweise 6".

In der Figur 1 wurde speziell ein sogenannter Tonnenspiegel mit umlaufenden Reflektorringzonen mit sich jeweils änderndem Winkel als rotationssymmetrisch umlaufender Reflektor ver- wendet, da damit das Licht der Lampenwendel trichterförmig reflektiert werden kann. Die Ringzonen reflektieren den Filamentmittelpunkt der Wendel jeweils in eine gemeinsame Hauptstrahlrichtung, die auf die Eintrittsfläche des Pris- menabschlu glases gerichtet ist.

Statt des Tonnenspiegels können auch andere asymmetrisch konische, elliptische oder andere sphärische Spiegel ver- wendet werden. Dabei kommt es darauf an, da der rundumlau- fende Spiegel einen durch affine Verzerrung erzeugten rota- tionssymmetrischen Verlauf besitzt.

In Figur 5 ist eine als Unterflurfeuer bezeichnete Anordnung aus einem Gehäuse mit darin angeordneter neuen optischen Einrichtung dargestellt. Im einzelnen kennzeichnet 10 ein

Oberteil zur Einbringung im Boden eines Flugfeldes, an das nach unten ein Gehäuseteil 11 mit einer Fassung 12 und einer Dichtung 13 für ein sogenanntes Abschlu glas angebracht sind.

Weiterhin ist eine bekannte Halterung für die optische Ein- richtung vorhanden. Das Gehäuse mit den zugehörigen Einrich- tungen ist wiederum vibrationskompensiert ausgebildet.

Die optische Einrichtung besteht im einzelnen in der neu- artigen Kombination einzelner rotationssymmetrisch abstrah- lenden Ablenkelemente. In Figur 5 ist eine Reflektorlampe mit 50 bezeichnet, bei der in bekannter Weise ein parabolförmiger Reflektor 60 vorhanden ist, so da die Lichtstrahlung als paralleles Strahlenbündel austritt. Eingezeichnet sind bei- spielsweise die Strahlen 1 und 2 sowie diesbezügliche Strah- len 1', 1'' und 2, 2'' nach erster und zweiter Brechung.

Möglich ist auch ein Ellipsoid-Reflektor zu Gewährleistung eines spezifischen Abstrahlfeldes.

Vor dem Reflektor 6 ist ein Strahlungsteiler 30 angeordnet.

Über dem Strahlungsteiler 30 ist wiederum ein farbiges Ab- schlu glas 40 für das komplette Unterflurfeuer zur rotations- symmetrischen Abstrahlung angebracht.

Aus Figur 5 ist entnehmbar, da die zunächst parallelen Strahlen 1 und 2 im Strahlteiler 30 getrennt werden und - je nachdem auf welche der zickzack-förmigen Profilflanken des Strahlungsteilers 3 die Strahlen einfallen - in unterschied- liche Richtungen als Strahlen 1' und 2' abgelenkt werden. Das Abschlu glas 40 ist in Figur 1 zumindest mit einem domförmi- gen Bereich 41 ausgebildet. Die in das Abschlu glas 40 ein- fallende Strahlung wird durch die äu ere umlaufende Schräg- fläche 46 abgelenkt, so da beispielsweise der Strahl 1' in einem flachen Winkel a als Strahl 1" die Anordnung verlä t.

Wesentlich bei der Anordnung gemä Figur 5 ist die geometri- sche Abstimmung des Strahlteilers 3 mit den an der Unterseite angebrachten rotationssymmetrischen Profilierungen 31 bis 33

und des Abschlu glases 40 mit der Ausbildung des zentrischen domförmigen Bereiches 41 und der äu eren Flanke 46. Ins- besondere kann der domförmige Bereich 41 des Prismas 9 auf der Unterseite so ausgebildet sein, da jeweils rotations- symmetrisch umlaufend einzelne Einschnitte 341 bis 344 vor- handen sind. Dadurch wird ein Prismenring mit durchgehend gleicher Stärke gebildet werden. was der Stabilität dient.

Es zeigt sich, da mit den neuen Anordnungen die Anforde- rungen für signalfarbenorientierte Abstrahlungen in der Weise erfüllt werden, wie es bisher nur mit Filtern erreicht wurde.