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Lichtsignalgerät mit Farbscheiben, insbesondere, für Eisenbahnsignalanlagen
Bei Lichtsignalgeräten ist die Verwendung von Linsen bekannt, die auf ihrer einen
Seitenfläche kleine lichtzerstreuernde oder lichtabschirmende, sich netzartig kreuzende
Rippen aufweisen, durch die der unmittelbare Durchgang von Sonnenstrahlen sowie
auch der gerade Durchtritt von der Lampe kommender Lichtstrahlen durch die Linse
vermieden und eine Strahlenbrechung nach allen Richtungen mit weitem Winkel erreicht
wird. Auch ist es bekannt, das Tageslicht zur Steigerung der Helligkeit des Signals
bei Lichtzeichengebung dadurch heranzuziehen, daß die Signalscheiben mit einer Vielzahl
von reflektierenden Streifen ausgebildet sind, welche das von der Seite kommende
Tageslicht in die Sichtrichtung des Signals lenken.
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Anderseits hat man auch schon vorgeschlagen, eine Fälschung der Farbe
der von einem Lichtsignalgerät gesendeten Strahlen durch Sonnenlicht oder überhaupt
Fremdlicht entweder mit Hilfe eines Schirms mit parallelen, durch Prismenform die
störenden Strahlen reflektierenden und so ihrer Vermischung mit den Signalstrahlen
vorbeugenden Rippen oder mittels mehrerer, in den Strahlengang des Signallichts
eingeschalteter, schräg ankommende Lichtstrahlen wegspiegelnder Wechsellagen dünner
Stoffe hoher und niederer Brechungszahl zu verhindern. Weiterhin hat man auch schon
die Lichtabschirmung bei Signalgeräten zur Zeichengebung in der Weise benutzt, daß
man ein aus Metallfolie ausgeschnittenes schwarz gefärbtes Zeichen mittels eines
Trägernetzes vor einer Opalglasscheibe an der Signallampe zur Erzielung seiner Sichtbarkeit
so vorgesehen hat, daß sich das Zeichen bei Nacht vom weißen Hintergrund und bei
Tag vom weißen Opalglas abhebt.
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Im Gegensatz zu diesen die Vermeidung der störenden Einwirkung von
Fremdstrahlen auf die Zeichengebung oder die Steigerung der Leuchtkraft und Deutlichkeit
des Signals bezweckenden Arten von lichtzerstreuenden oder lichtabschirmenden Lichtsignalgeräten
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lichtsignalgerät mit Farbscheiben,
insbesondere für Eisenbahnsignalanlagen, dadurch zu vervollkommnen, daß eine Überstrahlung
einer Farbscheibe durch eine mit größerer Helligkeit dem Fernbeobachter erscheinende
andere Farbscheibe und eine für diesen sich daraus ergebende unrichtige Deutung
der Zeichengebung vermieden wird.
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Für das Eisenbahnsignalwesen und ähnliche Verkehrssignaleinrichtungen
werden nämlich oft Signale verwendet, bei denen das dem Lokomotivführer irgendeine
Weisung gebende Signalbild aus einer Kornbi- ; nation von verschiedenfarbigen, z.
B. von gelben und grünen Signallichtern besteht, weshalb es wichtig ist, daß jedes,
z. B. sowohl das gelbe als auch das grüne Signallicht mit etwa der gleichen Helligkeit
wirksam ist. Praktisch erscheinen aber die einzelnen Farben dem Auge mit einer ganz
verschiedenen Helligkeit, so daß insbesondere das gelbe Signallicht die mit ihm
kombinierten andersfarbigen Signallichter derart stark überstrahlt, daß diese. aus
der Ferne gar nicht w ahrnehmbar sind. Das bisher übliche Abdämpfen des gelben Signallichtes
durch ein vorgehängtes Drahtnetz hat den großen Nachteil, daß ein unaufmerksamer
Signalwärter dieses Netz, statt vor das gelbe, vor das rote oder das grüne Signal
hängen kann und dadurch zu einer Gefährdung des Verkehrs Veranlassung geben kann.
Außerdem ist die von dem Signal auszustrahlende Farbe physikalisch genau festgelegt,
d. h. im Farbdreieck ist eine bestimmte Fläche gegeben, in der die Signalfarbe liegen
muß. Man kann praktisch auch nicht eine schwächere Lichtquelle für die gelbe Farbscheibe
verwenden, da-man dann für diese besondere Glühlampen vorsehen muß.-Die Behebung
dieser Schwierigkeiten und damit die Erzielung eines einwandfreien Signalbildes
gelingt nun erfindungsgemäß bei Lichtsignalgeräten mit Farbscheiben, insbesondere
für Eisenbahnsignalanlagen in einfacher Weise dadurch, daß eine oder mehrere dieser
Scheiben auf einem Teil ihrer Fläche auf nur einer oder auf jeder ihrer beiden Seiten
mit einem ihre Leuchtwirkung durch Lichtstreuung oder Lichtabsorbierung vermindernden
Muster versehen. sind: Durch diese Ausbildung von als zu hell empfundenen Farbscheiben,
d. h. im allgemeinen der gelben Farbscheibe eines mit verschieden farbigen Scheiben
wirksamen Lichtsignalgerätes läßt sich eine gleichmäßige Leuchtwirkung aller Farbscheiben
ohne Verwendung irgendwelcher zusätzlicher optischer Hilfsmittel erreichen, indem
das Verhältnis des- von dem Muster, d. h. der Summe der lichtzerstreuenden oder
lichtabsorbierenden
Flächenelemente eingenommenen Teiles der Gesamtfläche
einer überstrahlenden Farbscheibe zu dem von dem Muster, d. h. diesen lichtzerstreuenden
oder lichtabsorbierenden Flächenelementen, frei gelassenen Teil der Scheibengesamtfläche
entsprechend der bei dieser herbeizuführenden Helligkeitsdämpfung gewählt wird.
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Durch die Wähl verschiedener Lichtstreuungs- oder Lichtabsorptionsmuster,
d. h. durch Veränderung der Größe und der Zahl sowie der Form der zerstreuenden
oder absorbierenden Flächenelemente und des von diesen eingenommenen Teils der Gesamtscheibenfläche,
kann man praktisch jede Helligkeit einer Farbscheibe bei gleichem Farbpunkt erzeugen.
Diese Art der Helligkeitseinstellung von Farbscheiben bietet weiterhin den Vorteil,
daß eine Scheibenverwechslung dadurch leicht unmöglich gemacht werden kann, daß
die Verwendung einer bestimmten Farbscheibe in gemusterter Form vorgeschrieben wird
oder überhaupt nur gemusterte Scheiben für eine bestimmte Farbe zur Verfügung stehen.
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Ein streuendes Muster kann beispielsweise durch Sandstrahlaufrauhung
oder durch Anätzen auf einer oder jeder der beiden Seiten einer Farbscheibe mit
Hilfe eines Lochbleches erzeugt werden, dessen Aussparungen in Umriß und Größe sowie
in Zahl und Abstand den auf der Scheibenfläche vorzusehenden lichtstreuenden Flächenteilen
entsprechen. Man kann bei im Preßverfahren hergestellten Farbgläsern das streuende
Muster auch gleich mitpressen, wobei zweckmäßig für eine vertiefte Einpressung Sorge
getragen wird, damit die nicht gemusterten Stellen plangeschliffen und poliert werden
können. Im allgemeinen wird man als Muster irgendwelche netzartigen Strukturen oder
ein Punkt- oder Kreisflächenmuster, wählen, und die einzelnen das Muster bildenden
Flächenelemente wird man. meist so klein bemessen, daß sie in einer Entfernung von
einigen Metern nicht mehr einzeln für sich erkennbar sind. Es können aber auch Buchstaben
und Beschriftungen irgendwelcher Art, z. B. ein Firmen-oder ein Warenzeichen, oder
bildliche Darstellungen als Streumuster auf die Scheibe aufgebracht werden. Ein
lichtabsorbierendes Muster kann auf den Farbscheiben ein- oder beidseitig, z. B.
nach dem Siebdruckverfahren, unter Ausführung der seine Elemente bildenden Flächenstücke
in schwarzer Farbe aufgebracht werden, und diese können wie die streuenden Flächenelemente
in verschiedener Größe, Zahl und Form vorgesehen und auch als Zeichendarstellungen
ausgebildet sein.
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Eine erfindungsgemäß erfolgende Streumusterung einer farbigen Signalscheibe
bringt noch den weiteren wesentlichen Vorteil, daß sie einen bei den Verkehrssignalen
den sich aus der Erzeugung einer Art Lichtnadel ergebenden Übelstand beheben, daß
ein in der Nähe des Signales stehender, insbesondere ein schräg von unten in das
Signal hineinschauender Beobachter kein Licht bekommt und daher für ihn auch das
brennende Signal dunkel ist oder nur mit Hilfe einer ziemlich umständlichen Spiegeloptik
wahrnehmbar wird. Da die nach der Erfindung auf der Farbscheibe vorzusehenden streuenden
Flächenelemente das Licht nach der Seite und auch nach unten senden, so wird ein
sich unter dem Signal befindender Beobachter genügend Licht erhalten, um ein Aufleuchten
des Signals auch aus dieser -ungünstigen Stellung heraus zu erkennen. Diese den
Erkennungsbereich eines Lichtsignals erweiternden Streumusterwirkung macht sich
nicht bloß bei der gelben, sondern auch bei der grünen und der roten Farbscheibe
eines Lichtsignalgerätes mit entsprechend kleineren lichtstreuenden Flächenelementen
vorteilhaft geltend. Gesandete und geätzte Flächenelemente erzeugen dabei eine Streuung
nach allen Richtungen. Werden die Streustellen bereits beim Pressen erzeugt, so
kann man jede optisch so ausbilden, daß sie ihr Licht nur nach unten oder nur nach
einer oder nach jeder der beiden Seiten sendet.
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Die Farbscheibe eines Lichtsignalgerätes gemäß der Erfindung ist in
der Zeichnung durch die Abb. 1 bis 4 in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise
dargestellt.
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Abb. 1, 2 und 3 sind Draufsichten auf je eine Farbscheibe, und Abb.
4 ist ein Schnitt durch ein Stück der Farbscheibe gemäß Abb. 3.
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Abb.1 zeigt eine rundeFarbscheibe, deren eine Seite ein mittels eines
gelochten Bleches erzeugtes Sandstrahlmuster aufweist, das aus einer Vielzahl von
kreisrunden, aufgerauhten und infolgedessen lichtstreuenden Flächenelementen a besteht,
die durch den nicht vom Sandstrahl getroffenen Teil b der ganzen Scheibenfläche
voneinander getrennt sind. Wenn diese Scheibe z. B. in einem Eisenbahnlichtsignalgerät,
bei dem das Licht durch einen Parabolspiegel oder durch eine asphärische Linse parallel
gerichtet wird, an der äußeren Öffnung des Parabolspiegels bzw. zwischen der Lichtquelle
und der Planfläche der asphärischen Linse angeordnet wird, so ergeben die in Abb.1
schraffiert gezeichneten raühen Flächenelemente a in ihrer Gesamtheit eine starke
Ablenkung des durch die Scheibe hindurchgehenden Lichtes nach allen Richtungen,
während die auf den nicht gesandeten Teil b der Scheibenfläche fallenden Lichtstrahlen
diese ungehindert durchqueren. Für einen Fernbeobachter erscheint nur der Teil b
der Farbscheibe leuchtend, während für ihn die gesandeten Flächenelemente a fast
dunkel sind, da er von diesen nur das senkrecht hindurchtretende Licht wahrnimmt.
Das Verhältnis der Gesamtheit der lichtstreuenden Flächenelemente a zur übrigen
Farbscheibenfläche b ist maßgebend für die Schwächung des farbigen Lichtes.
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In Abb. 2 ist eine Farbscheibe b dargestellt, bei der die aufgerauhten,
das Streumuster bildenden Flächenelemente c etwas anders wie die Flächenelemente
a in Abb. 1 gestaltet sind, indem sie j e aus drei ineinander übergehenden Kreisflächen
bestehen. Die streuenden Flächenelemente a bzw. e in Abb. 1 bzw. 2 werden zweckmäßig
nicht zu groß gemacht, damit für einen etwas entfernt stehenden Beobachter die Scheibe
als eine Einheit aufleuchtet. Statt, wie in Abb. 1 und 2 dargestellt, die das Streumuster
ergebenden Flächenelemente gleichmäßig über die ganze Scheibenfläche zu verteilen,
kann man das Streumuster auch auf einen Teil dieser Fläche beschränken, indem man
z. B. nur deren obere Hälfte oder nur den Scheibenrand mit kleineren oder größeren
Streuflächenelementen von der aus Abb. 1 oder 2 ersichtlichen oder von anderer Form
versieht.
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Während die in Abb. 1 und 2 dargestellten gesandeten oder geätzten
Streuflächenelemente a und c das Licht allseitig streuen, zeigen Abb. 3 und 4 die
Ausbildung der Farbscheibe b mit in sie eingepreßten Streuflächenelementen d, von
denen jedes die Eigenschaft hat, das Licht nur nach unten zu strahlen, und zu diesem
Zweck aus mehreren, die Lichtstrahlen nach abwärts lenkenden Riefen e besteht. Wenn
gewünscht, kann durch entsprechende Gestaltung der Riefen auch eine Ablenkung des
Lichtes sowohl nach unten als auch nach einer Seite erreicht werden. Auch dieses
mit bestimmter Strahlenausrichtung wirksame Streumuster
kann entweder
über die ganze Scheibenfläche ausgedehnt oder auf einen größeren oder kleineren
Teil dieser Fläche begrenzt sein.
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Wenn die in Abb.1 und 2 veranschaulichten Flächenelemente a bzw. c
oder anders geformte Flächenstücke nicht gesandet oder geätzt oder sonstwie lichtstreuend
ausgebildet, sondern z. B. durch Siebdruck mit schwarzem Farbauftrag versehen werden,
ergibt sich auf der Farbscheibe b ein deren Helligkeit durch Lichtabsorption dämpfendes
Muster, das ebenso wie das aus streuenden Flächenelementen bestehende Muster in
seiner lichtschwächenden Wirkung von dem Verhältnis der Summe der schwarzen oder
sonstwie lichtabsorbierenden Flächenelemente zur Gesamtfläche der Farbscheibe abhängt
und über die ganze Scheibe verteilt oder nur auf einem Abschnitt derselben vorgesehen
sein kann.