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Die Erfindung betrifft eine Außenlichtanordnung für ein Schienenfahrzeug.
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Außenlichter von Schienenfahrzeugen weisen üblicherweise einen Scheinwerfer zum Beleuchten des Fahrweges und eine Signalleuchte zum Kennzeichnen des Schienenfahrzeuges auf. Bei den Signalleuchten unterscheidet man insbesondere zwischen weißen und roten Signalleuchten, je nachdem ob das Außenlicht als Front- oder Heckleuchte des Schienenfahrzeuges verwendet werden soll.
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Während für die Signalleuchten Lichtstärken im Bereich von etwa 600 bis 700 cd ausreichend sind, besitzen Scheinwerfer Lichtstärken im Bereich von etwa 70.000 cd und mehr. Sowohl die Signalleuchten als auch die Scheinwerfer können mit Leuchtdioden (LEDs) bzw. LED-Feldern aufgebaut sein. Außerdem sind Außenlichter bekannt, in denen Scheinwerfer und Signalleuchte kombiniert vorgesehen sind. Hierzu wird beispielhaft auf die
DE 102 61 008 A1 und die
DE 10 2009 041 430 A1 verwiesen.
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Die Funktionsfähigkeit solcher Außenlichter von Schienenfahrzeugen ist ein sicherheitsrelevantes Merkmal. Es ist deshalb erforderlich, die Funktionsfähigkeit des Außenlichtes bzw. seiner Leuchten zu überwachen. Zu diesem Zweck ist es grundsätzlich möglich, die Betriebsspannungen und Betriebsströme der Leuchten bzw. der einzelnen Leuchtmittel zu erfassen und auszuwerten. Weiter ist es zum Beispiel aus der
DE 10 2009 006 250 A1 bekannt, das von einem LED-Chip emittierte Licht mittels eines Lichtsensors zu erfassen und das Messsignal des Lichtsensors auszuwerten.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Außenlichtanordnung zu schaffen, die eine zuverlässige Überwachung der Funktionsfähigkeit des Außenlichts erlaubt.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Außenlichtanordnung für ein Schienenfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruches 1. Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Außenlichtanordnung für ein Schienenfahrzeug weist ein Außenlicht mit wenigstens einem Leuchtmittel und eine Betriebsanzeigevorrichtung zum Anzeigen eines Betriebszustands des Außenlichts auf. Ferner weist die Außenlichtanordnung wenigstens einen Lichtleiter auf, dessen erster Endbereich in der Nähe des wenigstens einen Leuchtmittels im Außenlicht angeordnet und zum Einkoppeln eines Anteils des von dem wenigstens einen Leuchtmittel abgestrahlten Lichts ausgebildet ist und dessen zweiter Endbereich in der Betriebsanzeigevorrichtung angeordnet ist.
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Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, die Funktionsfähigkeit des Außenlichts eines Schienenfahrzeuges bzw. seiner Leuchten bzw. seiner Leuchtmittel mit Hilfe von Lichtleitern zu überwachen, welche einen Anteil des von einer Leuchte bzw. von deren Leuchtmitteln abgestrahlten Lichts zu einer Betriebsanzeigevorrichtung leiten. In der Betriebsanzeigevorrichtung kann dieses Lichtsignal dann entsprechend angezeigt oder ausgewertet werden.
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Mit der erfindungsgemäßen Außenlichtanordnung kann zumindest der grundsätzliche Betriebszustand (an/aus) einer Leuchte des Außenlichts überwacht und dem Benutzer angezeigt bzw. mitgeteilt werden. Je nach Ausführungsform und Anzahl der eingesetzten Lichtleiter, die einem Außenlicht zugeordnet sind, kann auch der grundsätzliche Betriebszustand (an/aus) einzelner Leuchtmittelgruppen des Außenlichts erfasst werden.
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Im Gegensatz zu den herkömmlichen Überwachungssystemen von Außenlichtern können die anfälligen elektrischen Signalleitungen entfallen. Stattdessen werden ausfallsichere Lichtleiter eingesetzt, was besonders bei den sicherheitsrelevanten Außenlichtern von Schienenfahrzeugen von Vorteil ist. Zudem können Lichtleiter sehr einfach und flexibel verlegt und installiert werden. Die ggf. vorgesehenen, komplexeren und anfälligeren Komponenten zum Beispiel zur Auswertung von Lichtsignalen können entfernt vom Außenlicht vorzugsweise ins Innere des Schienenfahrzeuges verlegt werden, wo sie geringeren Belastungen ausgesetzt sind. Die Dauerhaftigkeit und die Funktionssicherheit der Außenlicht-Überwachung können so durch die Außenlichtanordnung der Erfindung deutlich erhöht werden.
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Ferner kann die Anzahl der für die Außenlicht-Überwachung benötigten Komponenten reduziert werden, da allenfalls eine geringe Anzahl von Lichtleitern erforderlich ist. Der Energieverbrauch dieser Außenlicht-Überwachung ist ebenfalls verhältnismäßig gering.
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Ein „Außenlicht” bezeichnet in diesem Zusammenhang jede außen an einem Schienenfahrzeug angebrachte und/oder wahrnehmbare Leuchtenvorrichtung. Dabei weisen Außenlichter in diesem Zusammenhang insbesondere Scheinwerfer und Signalleuchten (für Front, für Heck, Bremsleuchte, etc.) für Schienenfahrzeuge auf. Zu den „Leuchtmitteln”, die für solche Außenlichter bzw. Leuchtelemente geeignet sind, zählen in diesem Zusammenhang insbesondere Leuchtdioden, LED-Felder, Halogenlampen, Xenon-Lampen und dergleichen.
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Unter einem „Lichtleiter” soll im Sinne der Erfindung jede Art von Leitung verstanden werden, mit welcher Licht, bevorzugt Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich, übertragen werden kann. Lichtleiter in diesem Sinne können auch als Lichtwellenleiter, dielektrische Wellenleiter, optische Fasern, Lichtleitkabel, Glasfaserkabel bezeichnet werden.
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Der erste Endbereich des wenigstens einen Lichtleiters ist in der Nähe des wenigstens einen Leuchtmittels im Außenlicht angeordnet, sodass ein Anteil des von dem wenigstens einen Leuchtmittel bzw. der zu überwachenden Leuchte im Außenlicht in den Lichtleiter einkoppeln kann. Der Lichtleiter ist dabei bevorzugt so angeordnet, dass er die Lichtabstrahlung des Außenlichtes nach außen möglichst wenig beeinträchtigt. Andererseits ist der Anteil des in den Lichtleiter einzukoppelnden Lichts so zu wählen, dass das von dem Lichtleiter bis in die Betriebsanzeigevorrichtung übertragene Licht zuverlässig wahrnehmbar oder auswertbar ist. Der in den Lichtleiter einzukoppelnde Lichtanteil ist dabei bevorzugt in Abhängigkeit von der Konstruktion, der Länge und des Verlegeweges des Lichtleiters zu bestimmen.
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Die „Betriebsanzeigevorrichtung” der Außenlichtanordnung ist vorzugsweise als separate Anzeigekomponente ausgebildet oder in eine andere Anzeige- und/oder Bedienkomponente integriert.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Betriebsanzeigevorrichtung im Innern des Schienenfahrzeugs, vorzugsweise im Führerhaus angeordnet.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der wenigstens eine Lichtleiter zumindest teilweise, vorzugsweise über seine gesamte Länge, flexibel ausgebildet. Auf diese Weise können einerseits die Endbereiche des Lichtleiters an die Geometrien des Außenlichts bzw. der Betriebsanzeigevorrichtung angepasst werden und andererseits optimale Verlegewege für den wenigstens einen Lichtleiter von dem Außenlicht zur Betriebsanzeigevorrichtung gewählt werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der erste Endbereich des Lichtleiters im Außenlicht derart angeordnet und ausgebildet, dass das von dem wenigstens einen Leuchtmittel abgestrahlte Licht in eine Stirnfläche und/oder eine Umfangsfläche des Lichtleiters einkoppelt. Die Lichteinkopplung über die Stirnfläche hat den Vorteil einer sehr genau bestimmbaren Ausrichtung des Lichtleiters relativ zu den Leuchtelementen des Außenlichts, die Lichteinkopplung über einen Abschnitt der Umfangsfläche hat den Vorteil einer größeren Menge einkoppelnden Lichts.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Endbereich des Lichtleiters in der Betriebsanzeigevorrichtung derart angeordnet und ausgebildet, dass der Lichtleiter Licht zu einer Lichtaustrittsöffnung der Betriebsanzeigevorrichtung auskoppelt. Bei dieser Ausgestaltung wird das im Außenlicht aufgenommene und über den Lichtleiter übertragene Licht direkt in der Betriebsanzeigevorrichtung angezeigt. Weitere technische oder elektronische Vorrichtung zur Erfassung und Auswertung des Lichtsignals können so entfallen. Diese Ausführungsform ermöglicht es dem Betrachter der Betriebsanzeigevorrichtung zum Beispiel im Führerhaus des Schienenfahrzeugs, zu erkennen, ob das Außenlicht bzw. seine Leuchtelemente überhaupt in Betrieb sind bzw. funktionieren.
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Alternativ oder zusätzlich weist die Betriebsanzeigevorrichtung vorzugsweise wenigstens eine Lichtmesseinrichtung zum Erfassen einer Lichtintensität und/oder einer Lichtfarbe des von dem wenigstens einen Lichtleiter übertragenen Lichts auf. Mit Hilfe einer solchen Lichtmesseinrichtung ist sowohl eine einfache Auswertung (an/aus) wir bei der obigen einfachen Lichtauskopplung als auch eine detaillierte Auswertung in Bezug auf die Funktionsfähigkeit des Außenlichts möglich. Die Lichtmesseinrichtung ist vorzugsweise mit einer Anzeigeeinrichtung innerhalb oder außerhalb der Betriebsanzeigevorrichtung verbunden, mit welcher das Messergebnis oder Auswerteergebnis der Lichtmesseinrichtung angezeigt werden kann. Außerdem ist die Lichtmesseinrichtung vorzugsweise mit einer Alarmeinrichtung (optisch und/oder akustisch) verbunden, welche bei einer erkannten Betriebsstörung des Außenlichts ein Alarmsignal ausgibt.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist das Außenlicht mehrere Leuchten (z. B. Scheinwerfer und Signalleuchte) auf, die jeweils wenigstens ein Leuchtmittel aufweisen und denen jeweils wenigstens ein Lichtleiter zugeordnet ist. Mit dieser Ausführungsform lässt sich die Funktionsfähigkeit einzelner Leuchten des Außenlichts unabhängig voneinander überwachen.
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Gegenstand der Erfindung ist auch ein Schienenfahrzeug, welches mit wenigstens einer Außenlichtanordnung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist.
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Für den Frontbereich und den Heckbereich des Schienenfahrzeuges sind vorzugsweise Außenlichtanordnungen unabhängig voneinander vorgesehen. Die Betriebsanzeigevorrichtungen der Außenlichtanordnungen sind in diesem Fall aber vorzugsweise miteinander verbunden.
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Obige sowie weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden anhand der nachfolgenden detaillierten Beschreibung eines derzeit bevorzugten, nichteinschränkenden Ausführungsbeispiels unter Bezug auf die beiliegende Zeichnung besser verständlich. Darin zeigt die einzige 1 in stark schematisierter Weise den Aufbau einer erfindungsgemäßen Außenlichtanordnung für ein Schienenfahrzeug.
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1 zeigt eine Außenlichtanordnung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel. Die Außenlichtanordnung hat ein Außenlicht 10 zum Beispiel im Frontbereich eines Schienenfahrzeuges, welches eine Signalleuchte 12 und einen Scheinwerfer 14 als Leuchten aufweist. Sowohl die Signalleuchte 12 als auch der Scheinwerter 14 enthalten in diesem Ausführungsbeispiel mehrere Leuchtdioden oder LED-Felder als Leuchtmittel. Die Leuchten 12, 14 sind in einem Gehäuse mit einem transparenten Bereich untergebracht.
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Die Leuchten 12, 14 des Außenlichts 10 werden von einer Steuervorrichtung 16 angesteuert. Die Steuervorrichtung 16 schaltet beide Leuchten 12, 14 im Betrieb des Schienenfahrzeuges dauerhaft ein. Im Fall des Scheinwerfers 14 kann die Steuervorrichtung 16 zudem je nach Ausführungsform zwischen Fernlicht und Abblendlicht umschalten. Im Fall der Signalleuchte 12 kann die Steuervorrichtung 16 zudem je nach Ausführungsform des Außenlichts 10 zwischen weißem und rotem Licht für den Frontbetrieb bzw. den Heckbetrieb umschalten oder zwischen einer weißen Signalleuchte und einer roten Signalleuchte wählen.
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Die Außenlichtanordnung weist ferner eine Betriebsanzeigevorrichtung 18 auf. Diese Betriebsanzeigevorrichtung 18 der Außenlichtanordnung ist vorzugsweise im Führerhaus des Schienenfahrzeuges angeordnet. Die Betriebsanzeigevorrichtung 18 kann wahlweise als separate Komponente oder mit anderen Anzeige- und/oder Bedienkomponenten integriert ausgestaltet sein.
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Ein erster Lichtleiter 20 überwacht die Funktionsfähigkeit der Signalleuchte 12 und ein zweiter Lichtleiter 22 überwacht die Funktionsfähigkeit des Scheinwerfers 14 im Außenlicht 10. Zu diesem Zweck ist ein erster Endbereich des ersten Lichtleiters 20 in der Nähe der Signalleuchte 12 derart angeordnet, dass ein Anteil des von der Signalleuchte 12 abgestrahlten Lichts in einen Abschnitt der Umfangsfläche des ersten Lichtleiters 20 einkoppeln kann. Der andere (zweite) Endbereich des ersten Lichtleiters 20 ist in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 derart angeordnet, dass er das durch ihn übertragene Licht zu einer ersten Lichtaustrittsöffnung 21 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 auskoppelt. Ein Betrieb der Signalleuchte 12 wird somit direkt durch eine Lichtemission aus der ersten Lichtaustrittsöffnung 21 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 angezeigt und kann zum Beispiel vom Zugführer im Führerhaus des Schienenfahrzeuges wahrgenommen werden.
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In ähnlicher Weise ein erster Endbereich des zweiten Lichtleiters 22 in der Nähe des Scheinwerfers 14 derart angeordnet, dass ein Anteil des vom Scheinwerfer 14 abgestrahlten Lichts in eine Stirnfläche des zweiten Lichtleiters 22 einkoppeln kann. Der andere (zweite) Endbereich des zweiten Lichtleiters 22 ist in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 derart angeordnet, dass er das durch ihn übertragene Licht zu einer zweiten Lichtaustrittsöffnung 23 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 auskoppelt, welche neben der ersten Lichtaustrittsöffnung 21 positioniert ist. Ein Betrieb des Scheinwerfers 14 wird somit direkt durch eine Lichtemission aus der zweiten Lichtaustrittsöffnung 23 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 angezeigt und kann zum Beispiel vom Zugführer im Führerhaus wahrgenommen werden.
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Da der Scheinwerfer 14 im Vergleich zur Signalleuchte 12 Licht mit einer wesentlich höheren Strahlungsintensität abstrahlt, genügt zur Funktionsüberwachung des Scheinwerfers 14 eine Lichteinkopplung in die Stirnfläche des ersten Endbereichs des zweiten Lichtleiters 22.
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Die beiden Lichtaustrittsöffnungen 21, 23 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 können zusätzlich mit geeigneten Optiken ausgestattet sein, um die Wahrnehmbarkeit des durch den jeweiligen Lichtleiter 20, 22 übertragenen und aus diesem ausgekoppelten Lichts für den Betrachter zu verbessern. Ferner sind die beiden Lichtaustrittsöffnungen 21, 23 zum Beispiel durch Beschriftungen entsprechend gekennzeichnet, sodass der Betrachter die Lichtsignale der Betriebsanzeigevorrichtung 18 den Leuchten 12, 14 des Außenlichts 10 richtig zuordnen kann.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Betriebsanzeigevorrichtung 18 in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich eine Lichtmesseinrichtung 25 auf. Alternativ kann diese Lichtmesseinrichtung 25 auch anstelle der Lichtaustrittsöffnungen 21, 23 in der Betriebsanzeigevorrichtung 18 vorgesehen sein.
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Die Lichtmesseinrichtung 25 ist mit den beiden Lichtleitern 20, 22 gekoppelt. Sie enthält Lichtsensoren zum Erfassen und Auswerten des von den Lichtleitern 20, 22 übertragenen Lichts. Dabei werden vorzugsweise nicht nur An/Aus, sondern auch Lichtintensität und Lichtfarbe des von den Leuchten 12, 14 über die Lichtleiter 20, 22 übertragenen Lichts erfasst. Wahlweise können für die beiden Lichtleiter 20, 22 auch zwei separate Lichtmesseinrichtungen 25 vorgesehen sein.
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In der Lichtmesseinrichtung 25 kann wahlweise auch direkte eine (erste) Auswertung der erfassten Lichtsignale erfolgen. Ferner kann die Betriebsanzeigevorrichtung 18 wahlweise mit einem Anzeigeelement (nicht dargestellt) versehen sein, welches mit der Lichtmesseinrichtung 25 verbunden ist. Über dieses Anzeigeelement kann dem Benutzer ein optisches Signal in Abhängigkeit von dem erfassten Lichtsignal angezeigt werden. Bei dem optischen Signal kann es sich zum Beispiel um eine einfache Leuchtdiode zum Anzeigen des Betriebszustandes (ein/aus) oder auch um Ziffernanzeigen oder Displays handeln, auf denen detaillierte Informationen über den Betriebszustand (Leuchtfarbe, prozentuale Lichtintensität, etc.) dargestellt werden können.
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Die Lichtmesseinrichtung 25 der Betriebsanzeigevorrichtung 18 ist ferner mit der Steuervorrichtung 18 verbunden. In der Steuervorrichtung 18 kann wahlweise eine erste oder weitere Auswertung der von der Lichtmesseinrichtung 25 erfassten Lichtsignale erfolgen. In Abhängigkeit von dem Auswertungsergebnis kann die Steuervorrichtung 18 dann zum Beispiel die Ansteuerung des Außenlichts 10 bzw. seiner Leuchten 12, 14 anpassen, die Betriebsanzeigevorrichtung 18 zum Darstellen einer entsprechenden Betriebszustandsanzeige ansteuern, ein eigenes und/oder ein entferntes Anzeigeelement zum Darstellen einer entsprechenden Betriebszustandsanzeige ansteuern, ein optisches oder akustisches Warnsignal im Fall einer festgestellten Betriebsstörung des Außenlichts 10 ausgeben, einen erfassten Betriebszustand des Außenlichts 10 mit einer übergeordneten Steuerung des Schienenfahrzeuges oder eines Streckennetzes kommunizieren, und dergleichen.
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In Ergänzung zu der optischen Überwachung des Außenlichts 10 mit Hilfe der Lichtleiter 20, 22 kann zudem vorgesehen sein, die Funktionsfähigkeit der Leuchten 12, 14 des Außenlichts 10 in herkömmlicher Weise elektronisch zu überwachen, zum Beispiel durch Erfassen von Betriebsspannung, Betriebsstrom und dergleichen der Leuchten oder deren Leuchtmittel. Die Leuchten 12, 14 sind in diesem Fall über Signalleitungen mit der Steuervorrichtung 16 verbunden. Bei diesen Signalleitungen handelt es sich vorzugsweise um die gleichen Signalleitungen, über welche die Steuervorrichtung 16 die beiden Leuchten 12, 14 ansteuert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Außenlicht
- 12
- Signalleuchte
- 14
- Scheinwerfer
- 16
- Steuervorrichtung
- 18
- Betriebsanzeigevorrichtung
- 20
- erster Lichtleiter
- 21
- erste Lichtaustrittsöffnung
- 22
- zweiter Lichtleiter
- 23
- zweite Lichtaustrittsöffnung
- 25
- Lichtmesseinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10261008 A1 [0003]
- DE 102009041430 A1 [0003]
- DE 102009006250 A1 [0004]
