DE102010048285B4

DE102010048285B4 - Beleuchtungsanordnung im untertägigen Bergbau und Verfahren zur Regelung einer Untertagebeleuchtung

Info

Publication number: DE102010048285B4
Application number: DE102010048285.4A
Authority: DE
Inventors: Kruno Pranjic; Roland Becker
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-10-14
Filing date: 2010-10-14
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2030-10-15
Also published as: DE102010048285A1

Abstract

Beleuchtungsanordnung (1) im untertägigen Bergbau, aufweisend eine Lampenvorrichtungen (L) und eine Versorgungsleitung (V) zur Übertragung einer elektrischen Energie, wobei die Lampenvorrichtungen (L) jeweils mindestens ein explosionsgeschütztes Gehäuse und ein Leuchtmittel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Steuergerät (S) zwischen wenigstens eine Lampenvorrichtung (L) und die Versorgungsleitung (V) geschaltet ist, wobei das Steuergerät (S) die Lampenvorrichtung (L) ein- und ausschaltet sowie deren Leuchtintensität steuert, und das Steuergerät (S) über einen Feldbus-Datenleitungseingang zum Auslesen eines Feldbussignals an ein Datenübertragungsnetz (FB) angeschlossen ist, das es ermöglicht, die Lampenvorrichtungen (L) über die Steuergeräte (S) gemeinsam oder einzeln anzusteuern, und das Steuergerät (S) Sensoreingänge (P) aufweist, an denen Bewegungsmelder und/oder Präsenzmelder angeschlossen sind, wobei das Steuergerät (S) die Lampenvorrichtung (L) bei Aktivität einschaltet oder deren Leuchtintensität erhöht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung im untertägigen Bergbau gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Regelung einer Untertagebeleuchtung mit den Merkmalen im Patentanspruch 7.
Im untertägigen Bergbau ist es notwendig, Transportwege und Arbeitsplätze zu beleuchten. Die Leuchten, insbesondere die Leuchtmittel, müssen günstig in der Anschaffung sein, eine lange Lebensdauer besitzen und einen geringen Stromverbrauches bei guter Leuchtkraft haben.
Im untertägigen Bergbau sind besondere Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Hierzu zählt ein Explosionsschutz und insbesondere die Eigensicherheit elektrischer Geräte. Zudem ist eine besondere Ausfallsicherheit gefordert. Auch ein Notbetrieb muss gewährleistet werden.
Aus dem Stand der Technik bekannte Untertagebeleuchtungsanordnungen bestehen aus originären Lampenvorrichtungen, die ein Lampengehäuse, verschiedene Zündeinheiten und ein Leuchtmittel aufweisen, die über elektrische Versorgungsleitungen miteinander gekoppelt sind. Wahlweise sind diese Lampenvorrichtungen für verschiedene Abschnitte eines Bergwerks, beispielsweise Strecken, Streckenabschnitte oder Strebe, parallel oder aber in Reihe geschaltet, so dass eine zentrale Ansteuerung möglich ist. Die Beleuchtung eines gesamten Strebes oder aber auch einer gesamten Strecke kann zentral ein- bzw. ausgeschaltet werden. Es besteht darüber hinaus die Möglichkeit, an jedem Leuchtmittel selber einen Ein-/Ausschalter zu betätigen.
Aus der DE 103 23 779 A ist eine Bergwerkleuchte mit einer Signalanzeige bekannt, die eine Lampenvorrichtung und eine Versorgungsleitung zur Übertragung elektrischer Energie aufweist. An die Versorgungsleitung ist ein Steuergerät angeschlossen, das den Betriebszustand der Lampenvorrichtung regelt und steuert.
Aus der DE 10 2004 017 713 A1 ist eine Einrichtung zur Beleuchtung eines Ausbaugestells in einem Streb bekannt. Hierfür offenbart vorgenannte Druckschrift ein Verfahren zur Regelung der Strebbeleuchtung, wobei die dortigen Lampenvorrichtungen über ein Steuergerät bei lokal erhöhtem Stromverbrauch abgedimmt und/oder ausgeschaltet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Untertagebeleuchtungsanordnung aufzuzeigen, deren Lampenvorrichtung eine längere Lebensdauer bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch aufweist.
Die zuvor genannte Aufgabe wird mit einer Beleuchtungsanordnung im untertägigen Bergbau mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein Verfahren, mit welchem der Energieverbrauch reduziert werden kann, ist Gegenstand des Patentanspruchs 7.
Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der abhängigen Patentansprüche.
Die erfindungsgemäße intelligente Beleuchtungsanordnung im untertägigen Bergbau weist mindestens eine Lampenvorrichtung und eine Versorgungsleitung zur Übertragung einer elektrischen Energie auf. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Steuergerät an der Versorgungsleitung angeschlossen ist und den Betriebszustand der Lampenvorrichtung regelt und steuert, wobei das Steuergerät über wenigstens einen Signaleingang verfügt.
Die Lampenvorrichtung umfasst ein explosionsgeschützes Gehäuse und ein Leuchtmittel. Weiterhin kann die Lampenvorrichtung im Rahmen der Erfindung verschiedene Zündeinheiten oder Zündvorrichtungen bzw. Steuergeräte selbst aufweisen. Ebenfalls kann Bestandteil der Lampenvorrichtung ein Netzteil bzw. Transformator zur Spannungswandlung sein. Auch kann in der Lampenvorrichtung selbst ein Akkumulator vorhanden sein, der im Notbetrieb bzw. bei einer Kappung oder einem Ausfall der Spannungsversorgung eine Notbeleuchtung sicherstellt.
Das erfindungsgemäße Steuergerät, das zwischen Versorgungsleitung und Lampenvorrichtung geschaltet ist, regelt und steuert den Betriebszustand der Lampenvorrichtung. Hierunter ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass zum einen die Lampe ein- und ausgeschaltet wird. Darüber hinaus ist unter einem Regeln und einem Steuern die Leuchtintensitätssteuerung zu verstehen. Dies bedeutet, dass jede Lampe für sich individuell über das Steuergerät in ihrer Helligkeit und in ihrem Betriebszustand ein- oder ausgeschaltet werden kann. Hierzu weist das Steuergerät mindestens einen Signaleingang auf, über den eine Ansteuerung des Steuergerätes erfolgt. Hierbei kann es sich maßgeblich in der einfachsten Variante um ein Ein- und Ausschaltsignal handeln. In einer weiteren Ausführungsvariante kann es sich bei einem Signaleingang auch um einen Feldbus-Anschlusseingang handeln, der verschiedene Signale an das Steuergerät abgibt, so dass hier Dimmfunktionen oder Ähnliches ausgeführt werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante kann an das erfindungsgemäße Steuergerät der Anschluss von zwei Lampenvorrichtungen vorgenommen werden. Es ist im Rahmen der Erfindung auch möglich, drei, vier oder mehr Lampenvorrichtungen an ein Steuergerät anzuschließen.
Das Steuergerät verfügt weiterhin über Sensoreingänge. Bei den Sensoren handelt es sich um Präsenzmelder und/oder Bewegungsmelder. Weiterhin kann es sich bei den Sensoren um Sicherheitsvorrichtungen, beispielsweise in Form von Überlastschützen handeln.
Weiterhin verfügt das Steuergerät über einen Datenleitungseingang. Bei einem Datenleitungseingang handelt es sich um einen Feldbus-Informationsdateneingang. Hierbei kann ein Steuergerät selbst die für sich relevanten Daten aus dem Feldbussignal auslesen und in die Lampensteuerung umsetzen. Bei dem Feldbussignal kann es sich beispielsweise auch um ein frequenzmoduliertes Signal handeln, wobei das Steuergerät selbst mit dem frequenzmodulierten Signal arbeiten kann oder aber ein Modem aufweist, welches das frequenzmodulierten Signal wiederum in ein Feldbussignal umwandelt.
Weiterhin bevorzugt verfügt das Steuergerät über einen Datenleitungsausgang. Hierbei würde das Steuergerät als aktiver Teilnehmer in einem Feldbus-Datenübertragungsnetz integriert sein, so dass es selbstständig ein Datentelegramm bzw. eine Statusmeldung über das Feldbus-Informationsnetz versendet. Hierbei kann es sich wiederum um einen direkten Feldbusanschluss oder aber um einen Anschluss, analog einem Frequenzmodulationsmodem, handeln. Das Steuergerät ermöglicht es somit, beispielsweise Status- oder Fehlermeldungen der angeschlossenen Lampenvorrichtung über das Feldbusnetz zu senden, so dass die Informationen zentral abrufbar sind. Eine Überwachung der Statuszustände der angeschlossenen Leuchtmittel und auch eine Bestandsaufnahme wird somit bedeutend vereinfacht. Eine Instandhaltungsmaßnahme kann z.B. viel gezielter durchgeführt werden.
Die Sensoreingänge sind zum Eingang von Bewegungsmeldern und/oder Präsenzmeldern vorgesehen. Im Falle der Aktivitätsnutzung kann die Lampenvorrichtung somit zentral oder aber autark ein- bzw. ausgeschaltet werden. Unter einer Aktivität ist im Rahmen der Erfindung sowohl eine menschliche Aktivität, die beispielsweise von einem Bergmann ausgeht oder aber auch eine Maschinenaktivität zu verstehen. Auch kann von automatisierten Maschinen mit optischen Überwachungsmitteln eine Aktivität ausgehen, so dass die Lampenvorrichtungen eingeschaltet werden.
Durch das gezielte Einschalten lässt sich der Energieverbrauch senken. Die Lampenvorrichtungen sind nur bei Benutzung aktiviert. Dadurch stellt sich eine höhere Lebensdauer ein. Weiterhin kann das Steuergerät in diesem Falle ein zu häufiges Ein- bzw. Ausschalten derart kompensieren, dass immer eine Mindestdauer nach Einschaltvorgang abgewartet wird, so dass das in der Lampenvorrichtung integrierte Leuchtmittel nicht vorzeitig ausfällt. Daher sind Mittel zur Begrenzung der Schaltfrequenz vorgesehen.
Weiterhin sind die Leuchtmittel über das Steuergerät in ihrer Leuchtstärke einstellbar. Hierunter ist insbesondere eine Dimmfunktion zu verstehen. Die Dimmfunktion kann beispielsweise auf geringer Stufe als Dauerfunktion bzw. Notlicht dienen und bei Aktivität im lokalen Bereich werden einzelne Leuchtmittel in ihrer Leuchtintensität erhöht. Gerade unter den Aspekten einer Notfallbeleuchtung ist dies besonders vorteilig einsetzbar, so dass nicht zwei verschiedene Lampen eingesetzt werden müssen. In diesem Fall entfällt eine zu der Beleuchtung zusätzlich angeordnete Notbeleuchtung.
Weiterhin kann das Steuergerät im Rahmen der Erfindung einen Spannungswandler aufweisen. Unter einem Spannungswandler ist im Rahmen der Erfindung vorzugsweise ein Transformator zu verstehen, der beispielsweise zwischen Starkstrom, Wechselstrom und/oder Gleichstrom die für das Leuchtmittel entsprechende Spannung wandelt und bereitstellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird die Lampenvorrichtung unter Berücksichtigung des die Lampenvorrichtung lokal umgebenden Energieverbrauchs geregelt. Hierunter ist im Rahmen der Erfindung zu verstehen, dass bei Spannungsschwankungen die Leuchtintensität der Leuchtmittel herabgesetzt werden, so dass die hierdurch eingesparte Energie, beispielsweise einer Maschine oder anderen wichtigen Verbrauchern, zugeführt werden kann. Gleichzeitig kann das Steuergerät über die Sensoreingänge die lokale Beleuchtung sicherstellen, die sich z.B. durch Anwesenheit eines Bergmannes ergibt. Hierdurch wird eine gleichmäßigere Auslastung des Versorgungsnetzes sichergestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante kann das Steuergerät an bereits vorhandenen Lampenvorrichtungen nachgerüstet werden. Die sich aus den zuvor genannten Ausführungen ergebenden Vorteile sind somit auch auf bereits bestehende Leuchtmitteleinrichtungen bzw. Lampenvorrichtungen anwendbar.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Regelung einer Untertagebeleuchtung eingesetzt, das eine Lampenvorrichtung über ein Steuergerät bei lokal erhöhtem Stromverbrauch abdimmt und/oder ausschaltet.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung. Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in der Figur dargestellt.
Die Figur zeigt eine Untertagebeleuchtungsanordnung 1, die Lampenvorrichtungen L und Versorgungsleitungen V aufweist. Zwischen den Lampenvorrichtungen L und den Versorgungsanleitungen V sind erfindungsgemäß Steuergeräte S geschaltet, die über Sensoreingänge P, Datenübertragungseingänge D und Datenübertragungsausgänge verfügen. Die Steuergeräte S sind in der hier gezeigten Ausführungsvariante an ein weiteres Datenübertragungsnetz FB angeschlossen, das es ermöglicht, die Steuergeräte S gemeinsam oder aber einzeln anzusteuern. Über die Sensoreingänge P sind die Steuergeräte S wiederum mit externen Sensoren PM verbunden, beispielsweise in Form von Präsenzmeldern. Die Leuchtstärke bzw. das Ein- oder Ausschalten der an die Steuergeräte S angeschlossenen Lampenvorrichtungen L sind somit unter energieverbrauchs- und auch kosteneffizienten Aspekten optimiert.
Bezugszeichenliste

1: Untertagebeleuchtungsanordnung
D: Datenübertragungseingang
FB: Datenübertragungsnetz
L: Lampenvorrichtung
P: Sensoreingang
PM: Sensor
S: Steuergerät
V: Versorgungsanleitung

Claims

Beleuchtungsanordnung (1) im untertägigen Bergbau, aufweisend eine Lampenvorrichtungen (L) und eine Versorgungsleitung (V) zur Übertragung einer elektrischen Energie, wobei die Lampenvorrichtungen (L) jeweils mindestens ein explosionsgeschütztes Gehäuse und ein Leuchtmittel aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Steuergerät (S) zwischen wenigstens eine Lampenvorrichtung (L) und die Versorgungsleitung (V) geschaltet ist, wobei das Steuergerät (S) die Lampenvorrichtung (L) ein- und ausschaltet sowie deren Leuchtintensität steuert, und das Steuergerät (S) über einen Feldbus-Datenleitungseingang zum Auslesen eines Feldbussignals an ein Datenübertragungsnetz (FB) angeschlossen ist, das es ermöglicht, die Lampenvorrichtungen (L) über die Steuergeräte (S) gemeinsam oder einzeln anzusteuern, und das Steuergerät (S) Sensoreingänge (P) aufweist, an denen Bewegungsmelder und/oder Präsenzmelder angeschlossen sind, wobei das Steuergerät (S) die Lampenvorrichtung (L) bei Aktivität einschaltet oder deren Leuchtintensität erhöht.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Lampenvorrichtungen (L) an ein Steuergerät (S) angeschlossen sind.
Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (S) über einen Datenleitungsausgang verfügt.
Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Steuergerät (S) und der Versorgungsleitung (V) ein Spannungswandler angeordnet ist.
Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenvorrichtung (L) unter Berücksichtigung des die Lampenvorrichtung (L) lokal umgebenden Energieverbrauches regelbar ist.
Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (S) an bereits vorhandenen Lampenvorrichtungen (L) nachrüstbar ist.
Verfahren zur Regelung einer Untertagebeleuchtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampenvorrichtung (L) über das Steuergerät (S) bei lokal erhöhtem Stromverbrauch abgedimmt und/oder ausgeschaltet wird.