DE102011103242A1

DE102011103242A1 - Eigensichere Leuchte

Info

Publication number: DE102011103242A1
Application number: DE102011103242A
Authority: DE
Inventors: Martin Reuter; Johannes Koenig; Stefan Kutsch
Original assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Current assignee: Marco Systemanalyse und Entwicklung GmbH
Priority date: 2011-06-03
Filing date: 2011-06-03
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-06-04
Also published as: DE102011103242B4; RU2550741C2; CN102809066B; UA106249C2; PL399304A1; RU2012122738A; CN102809066A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine eigensichere Leuchte im Untertagebau mit einem Gehäuse, in dem zumindest eine bei einer Niederspannung betreibbare Lichtquelle, eine Steuerung für die Lichtquelle, und ein elektrischer Speicher für die Lichtquelle untergebracht sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine eigensichere Leuchte im Untertagebau und ein Verfahren zum Anzeigen eines Weges im Untertagebau, bei dem mehrere erfindungsgemäße Leuchten eingesetzt werden.
Es ist bekannt, im Untertagebau eigensichere Leuchten zur Beleuchtung von beispielsweise Strebanlagen einzusetzen, die mit handelsüblichen Lichtquellen versehen sind und eine Versorgungsspannung von etwa 230 Volt benötigen. Aufgrund der Größe der Lichtquellen und des schlagwettersicher ausgebildeten Gehäuses sind derartige Leuchten relativ schwer und groß. Dies wirkt sich nachteilig aus, wenn derartige Leuchten im Untertagebau mit geringer Mächtigkeit eingesetzt werden, da diese zum Beispiel den für Schildausbauten verfügbaren Fahrweg verringern.
Im Untertagebau sind auch Leuchten bekannt, in denen als Lichtquellen LEDs eingesetzt werden, die bei einer Niederspannung von beispielsweise 12 V betrieben werden können.
Gewöhnlich wird im Untertagbau eine Vielzahl von derartigen Leuchten eingesetzt. Vor allem bei gleichzeitigem Betrieb der Leuchten kann es vorkommen, dass diese relativ viel elektrische Energie aus dem Stromkreis entnehmen, an den sie angeschlossen sind. Dies kann zu einer Überlastung des Stromleises führen und sich nachteilig auf die elektrische Energieversorgung der Leuchten oder anderer elektrischer Verbraucher auswirken, die an den Stromkreis angeschlossen sind.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Leuchte anzugeben, durch die sich insbesondere die vorstehend genannten Probleme vermeiden lassen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß wird eine eigensichere Leuchte im Untertagebau mit einem Gehäuse angegeben, in dem zumindest eine bei einer Niederspannung betreibbare Lichtquelle, eine Steuerung für die Lichtquelle, und ein elektrischer Speicher für die Lichtquelle untergebracht sind.
Durch den elektrischen Speicher ist es möglich, die Leuchte unabhängig von einem externen Stromkreis mit elektrischer Energie zu versorgen. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Leuchte auch bei einem Ausfall oder bei einer Überlastung des externen Stromkreises arbeitet, was untertage insbesondere in einer Notfallsituation wichtig sein kann.
Die Steuerung kann dazu ausgebildet sein, die Lichtquelle wahlweise mit elektrischer Energie zu betreiben, die von dem elektrischen Speicher oder von einem externen Stromkreis bereitgestellt wird. Dadurch kann eine ausreichende Versorgung mit elektrischer Energie über den externen Stromkreis beispielsweise auch bei niedrigem Ladezustand des elektrischen Speichers sichergestellt werden. Bei einem ausreichend hohen Ladezustand des elektrischen Speichers kann demgegenüber eine Entlastung des externen Stromkreises dadurch erreicht werden, dass die Lichtquelle über den elektrischen Speicher betrieben wird.
Bevorzugt ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Lichtquelle mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Speicher zu betreiben, wenn der externe Stromkreis eine hohe Stromlast aufweist. Dadurch kann eine gleichmäßigere Verteilung des elektrischen Stroms im Stromkreis erreicht werden, insbesondere wenn weitere elektrische Verbraucher über den Stromkreis versorgt werden, und es kann erreicht werden, dass eine maximal zugelassene Stromlast nicht überschritten wird.
Dabei ist insbesondere vorteilhaft, dass durch den Betrieb der Leuchte über den elektrischen Speicher keine zusätzliche Erhöhung der Stromlast im externen Stromkreis bewirkt wird, wenn beispielsweise die weiteren elektrischen Verbraucher bereits eine hohe Stromlast verursachen. Dadurch eignet sich die Leuchte besonders gut zur Verwendung in einem Stromkreis, an welchen weitere elektrische Verbraucher angeschlossen sind. Bei einem derartigen Stromkreis kann es sich um einen Stromkreis einer Schildsteuerung handeln, an den zusätzlich noch Magnetvorsteuerventile angeschlossen sind. Wenn die Magnetvorsteuerventile betätigt werden, ziehen diese relativ viel Strom und verursachen damit eine hohe Stromlast, die durch die Leuchte nicht weiter erhöht wird, da diese über den elektrischen Speicher versorgt wird.
Eine hohe Stromlast kann beispielsweise dann im externen Stromkreis vorliegen, wenn die Stromstärke im externen Stromkreis einen vorgegebenen Schwellenwert erreicht oder übersteigt. Dementsprechend liegt eine geringe Stromlast vor, wenn die Stromstärke unterhalb des vorgegebenen Schwellenwerts liegt. Alternativ kann eine hohe Stromlast angenommen werden, wenn zumindest einer der weiteren elektrischen Verbraucher, beispielsweise ein Magnetvorsteuerventil, betätigt wird.
Nach einer bevorzugten Variante ist die Steuerung dazu ausgebildet, die Lichtquelle mit elektrischer Energie aus dem externen Stromkreis zu betreiben und/oder den elektrischen Speicher über den externen Stromkreis aufzuladen, wenn der externe Stromkreis eine geringe Stromlast aufweist. Der externe Stromkreis wird daher von der Leuchte belastet, wenn die anderen Verbraucher keinen oder nur relativ wenig Strom aus dem Stromkreis ziehen, so dass insgesamt eine Überlastung des Stromkreises vermieden wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform, die auch für sich genommen beansprucht wird, betrifft die Erfindung eine eigensichere Leuchte im Untertagebau mit einem Gehäuse, in dem zumindest eine bei einer Niederspannung betreibbare Lichtquelle und eine Steuerung für die Lichtquelle untergebracht sind, wobei die Leuchte durch eine Schildsteuerung ansteuerbar ist und/oder die Steuerung dazu ausgebildet ist, die Lichtquelle anhand von Signalen eines zur Personen- und/oder Bewegungserkennung ausgebildeten Sensors zu steuern.
Dadurch ist es möglich, die Leuchte bei geringer Lichtintensität zu betreiben, wenn keine Personen im Detektionsbereich des Sensors und damit in der Umgebung der Leuchte anwesend sind und/oder wenn die Leuchte nicht über die Schildsteuerung betätigt wird. Hierdurch kann elektrische Energie eingespart werden.
Der Sensor kann an der Leuchte angeordnet sein. Auch die Verwendung eines externen Sensors ist möglich, der mit der Leuchte gekoppelt bzw. koppelbar ist. Bei dem Sensor kann es sich beispielweise um einen, insbesondere passiven, Infrarotsensor (passive infrared sensor (PIR)), einen RFID-Sensor (RFID von radio frequency identification) oder einen Ultraschallsensor handeln.
Vorzugsweise kann die Intensität des von der Lichtquelle abgestrahlten Lichts über die Schildsteuerung variiert werden, so dass beispielsweise die Umgebung der Leuchte bedarfsabhängig ausgeleuchtet werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zumindest ein akustischer Signalgeber, wie etwa eine Hupe, im oder am Gehäuse angeordnet, so dass ein akustisches Warn- bzw. Alarmsignal ausgegeben werden kann. Die Leuchte erfüllt somit eine Doppelfunktion, da sie sowohl als Beleuchtungseinrichtung als auch als Warneinrichtung einsetzbar ist.
Bevorzugt ist das Gehäuse aus transparentem Kunststoff ausgebildet. Dadurch lässt sich auf einfache Weise ein kostengünstiges, kompaktes und leichtes Gehäuse realisieren. Außerdem kann das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht nach außen treten, ohne dass ein separates Lichtaustrittsfenster vorgesehen werden müsste, das die Eigensicherheit der Leuchte erschwert.
Besonders bevorzugt weist das Gehäuse eine konvex gekrümmte Frontseite auf. Das Gehäuse ist somit linsenartig realisiert, so dass das abgestrahlte Licht in verbesserte Weise aus dem Gehäuse austreten und dadurch die Umgebung besser ausgeleuchtet werden kann.
Vorzugsweise ist um das Kunststoffgehäuse ein metallener Rahmen oder ein Metallgehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung für das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht vorgesehen. Dadurch kann das Kunststoffgehäuse besser vor Beschädigung geschützt werden.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Platte am Gehäuse befestigt. Die Platte kann aus einem metallenen Material bestehen und/oder magnetisch sein. Die Platte kann auch ein Teil des Gehäuses, insbesondere die Gehäuserückseite, bilden. Über die Platte kann die Leuchte am für die Leuchte vorgesehenen Standort, beispielsweise an einem Schild oder dergleichen, befestigt werden.
Bevorzugt ist zumindest ein Magnet am Gehäuse, vorzugsweise an der Platte, angeordnet. Dadurch kann die Leuchte besonders einfach und schnell beispielsweise an einem Schild befestigt werden.
Bevorzugt kann die Lichtquelle bei einer Niederspannung von etwa 12 Volt betrieben werden. Außerdem handelt es sich bei der Lichtquelle vorzugsweise um eine weiße lichtemittierende Diode (LED, von light-emitting diode).
Nach einer weiteren Ausgestaltung kann die Leuchte zusätzlich noch mit farbigen Lichtquellen, insbesondere farbigen LEDs, ausgestattet sein. Diese können als optische Signalgeber eingesetzt werden, um beispielsweise Gefahren oder Warnungen anzuzeigen. Falls die Leuchte an eine Schildsteuerung angeschlossen ist, können in der Schildsteuerung auftretende Fehler oder der Status der Schildsteuerung angezeigt werden, indem unterschiedliche Farben von der Leuchte ausgegeben werden.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Anzeigen eines Weges im Untertagebau, insbesondere eines Fluchtweges in einer Notfallsituation, bei dem mehrere erfindungsgemäße Leuchten eingesetzt werden, die insbesondere mit farbigen Lichtquellen ausgestattet und entlang des Weges angeordnet sind, wobei die Leuchten derart betrieben werden, dass, bevorzugt jede Leuchte Licht mit sich zeitlich ändernder Intensität und/oder Farbe abstrahlt, und sich durch die Gesamtheit der entlang des Weges angeordneten Leuchten ein, insbesondere farbiges, den Weg anzeigendes Signal ergibt.
Dabei sind die Leuchten in vorteilhafter Weise an eine Schildsteuerung und/oder an einen Zentralrechner angeschlossen, so dass die Leuchten zum Anzeigen des Weges entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren angesteuert werden können.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung rein beispielhaft anhand vorteilhafter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine seitliche geschnittene Ansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte; und
2 eine seitliche geschnittene Ansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Leuchte, die ein Metallgehäuse aufweist.
Die in 1 dargestellte Leuchte 1 weist ein Kunststoffgehäuse 3 auf, in dem eine Leiterplatte 5 angeordnet ist. Auf der Leiterplatte 5 sind weiße LEDs 7 als Lichtquellen, eine elektrische Steuerung 9 für die LEDs 7 sowie ein aufladbarer elektrischer Speicher 11 angeordnet, über den die LEDs 7 mit elektrischer Energie versorgt werden können. Außerdem sind auf der Leiterplatte 5 eine über die Steuerung 9 ansteuerbare Hupe 13 als akustischer Signalgeber und ein mit der Steuerung 9 gekoppelter Sensor 15 vorhanden. Am Gehäuse 3 ist eine Buchse 17 angeordnet, über die die Leuchte 1 an einen externen Stromkreis (nicht gezeigt) angeschlossen werden kann.
Durch den elektrischen Speicher 11 kann die Leuchte 1 unabhängig von dem externen Stromkreis betrieben werden. Dabei ist die Steuerung 9 dazu ausgebildet, die LEDs 7 wahlweise mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Speicher 11 oder dem externen Stromkreis zu versorgen, so dass beispielsweise bei niedrigem Ladezustand des elektrischen Speichers 11 eine ausreichende Versorgung der LEDs 7 mit elektrischer Energie aus dem Stromkreis sichergestellt ist.
Die Leuchte 1 eignet sich besonders gut zur Verwendung im Zusammenhang mit einer Schildsteuerung (nicht gezeigt) und kann dazu an einen ebenfalls nicht gezeigten Stromkreis der Schildsteuerung angeschlossen werden. Dabei ist die Steuerung 9 so ausgebildet, dass die LEDs 7 mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Speicher 11 betrieben werden, wenn der Stromkreis der Schildsteuerung eine hohe Stromlast aufweist. Dies kann beispielsweise dann der Fall sein, wenn Magnetvorsteuerventile (nicht gezeigt), die über den Stromkreis mit elektrischer Energie versorgt werden, über die Schildsteuerung betätigt werden und somit eine hohe Stromlast im Stromkreis bewirken.
Die Steuerung 9 ist ferner dazu ausgebildet, die LEDs 7 bei geringer Stromlast mit elektrischer Energie aus dem externen Stromkreis zu versorgen und zusätzlich den elektrischen Speicher 11 aufzuladen, also insbesondere dann, wenn andere Verbraucher wie etwa die Magnetvorsteuerventile im Stromkreis nicht eingesetzt werden.
Für den Einsatz unter Tage ist es nicht erforderlich, dass der von der Leuchte 1 ausgeleuchtete Bereich immer mit einer hohen Lichtintensität beleuchtet wird. Daher ist die Steuerung 9 dazu ausgebildet, die LEDs 7 so anzusteuern, dass diese Licht mit einer geringen Intensität ausgeben. Die geringe Intensität kann dabei einem vorgegebenen unteren Intensitätswert entsprechen und dadurch erreicht werden, dass jede LED 7 mit einem elektrischen Strom einer bestimmten vorgegeben Stärke beaufschlagt wird. Dadurch kann untertage eine Grundbeleuchtung in der Umgebung der Leuchte 1 sichergestellt werden.
Durch den Sensor 15 kann eine Person bzw. eine Bewegung im Detektionsbereich des Sensors 15 und somit in der Umgebung der Leuchte 1 erfasst werden. Die Steuerung 9 ist dazu ausgebildet, die Intensität des von den LEDs 7 abgestrahlten Lichts, bspw. auf einen vorgegebenen oberen Intensitätswert, zu erhöhen, wenn der Sensor 15 durch Ausgabe eines entsprechenden Signals an die Steuerung 9 anzeigt, dass eine Person- bzw. eine Bewegung detektiert wurde. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Stromstärke des elektrischen Stroms, mit dem jede LED 7 beaufschlagt wird, um einen vorgegebenen Wert erhöht wird. Wenn keine Person bzw. Bewegung mehr detektiert wird, erfolgt durch die Steuerung 9 nach Ablauf eines parametrierbaren Zeitintervalls wieder die Absenkung der Lichtintensität auf den der Grundbeleuchtung entsprechenden Intensitätswert.
Die Leuchte 1 kann auch über die Schildsteuerung betätigt werden, so dass die Lichtintensität des von den LEDs 7 emittierten Lichts von einem Benutzer der Schildsteuerung eingestellt werden kann. Außerdem ist bei dem beschriebenen Beispiel die Steuerung 9 so ausgebildet, dass bei Betätigung der Schildsteuerung die Intensität des abgestrahlten Lichts in der entsprechenden Weise erhöht und wieder erniedrigt wird, wie dies vorstehend mit Bezug auf die Detektion einer Person oder einer Bewegung in der Umgebung der Leuchte 1 durch den Sensor 15 beschrieben wurde.
Das Gehäuse 3 ist aus transparentem Kunststoff ausgebildet, so dass das von den LEDs 7 abgestrahlte Licht aus dem Gehäuse austreten kann. An der Gehäuserückseite befindet sich eine Metallplatte 19, an welcher Magnete 21 angeordnet sind, so dass die Leuchte 1 schnell, bspw. an einem nicht gezeigten Strebausbaugestell, befestigt werden kann.
Zum Schutz vor eindringender Feuchtigkeit sind zwischen dem Kunststoffgehäuse 3 und der Metallplatte 19 sowie zwischen dem Kunststoffgehäuse 3 und der Buchse 17 Dichtungen 27 vorgesehen.
Die Leuchte 1 kann nicht nur als Beleuchtungseinrichtung eingesetzt werden, sondern auch als Alarmeinrichtung bei unter Tage auftretenden Gefahren, da über die Hupe 13 ein akustisches Alarmsignal ausgegeben werden kann. Außerdem können auf der Leiterplatte 5 weitere, nicht gezeigte farbige LEDs angeordnet sein, zum Beispiel mindestens eine rote, eine grüne und eine blaue LED, die über die Steuerung 9 angesteuert und über die optische Signale ausgegeben werden können.
Beispielsweise können mehrere Leuchten 1 mit farbigen LEDs entlang eines Fluchtweges angeordnet sein. In einem Notfall wird jede Leuchte 1 so betrieben, dass diese Licht mit sich zeitlich ändernder Intensität und/oder Farbe abstrahlt, und so dass sich durch die Gesamtheit der entlang des Weges angeordneten Leuchten ein farbiges Signal ergibt, durch das den Bergleuten der zu nehmende Fluchtweg angezeigt wird.
Die in 2 dargestellte Leuchte 1' ist gleich aufgebaut wie die Leuchte 1 der 1. Zum besseren Schutz vor Beschädigung weist die Leuchte 1' jedoch zusätzlich einen Metallrahmen 23 auf, der um das Kunststoffgehäuse 3 herum angeordnet und an der Metallplatte 19 befestigt ist. Der Metallrahmen 23 weist Lichtaustrittsöffnungen 25 für das von den LEDs 7 abgestrahlte Licht auf.
Bezugszeichenliste

1, 1': Leuchte
3: Kunststoffgehäuse
5: Leiterplatte
7: LED
9: Steuerung
11: elektrischer Speicher
13: Hupe
15: Sensor
17: Buchse
19: Metallplatte
21: Magnet
23: Metallrahmen
25: Lichtaustrittsöffnung
27: Dichtung

Claims

Eigensichere Leuchte im Untertagebau mit einem Gehäuse (3), in dem zumindest eine bei einer Niederspannung betreibbare Lichtquelle (7), eine Steuerung (9) für die Lichtquelle (7), und ein elektrischer Speicher (11) für die Lichtquelle (7) untergebracht sind.
Eigensichere Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (9) dazu ausgebildet ist, die Lichtquelle (7) wahlweise mit elektrischer Energie, die von dem elektrischen Speicher (11) oder von einem externen Stromkreis bereitgestellt wird, zu betreiben.
Eigensichere Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (9) dazu ausgebildet ist, die Lichtquelle (7) mit elektrischer Energie aus dem elektrischen Speicher (11) zu betreiben, wenn der externe Stromkreis eine hohe Stromlast aufweist.
Eigensichere Leuchte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (9) dazu ausgebildet ist, die Lichtquelle (7) mit elektrischer Energie aus dem externen Stromkreis zu betreiben und/oder den elektrischen Speicher (11) über den externen Stromkreis aufzuladen, wenn der externe Stromkreis eine geringe Stromlast aufweist.
Eigensichere Leuchte im Untertagebau mit einem Gehäuse (3), in dem zumindest eine bei einer Niederspannung betreibbare Lichtquelle (7) und eine Steuerung (9) für die Lichtquelle (7) untergebracht sind, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchte (1, 1') durch eine Schildsteuerung ansteuerbar ist und/oder die Steuerung dazu ausgebildet ist, die Lichtquelle (7) anhand von Signalen eines zur Personen- und/oder Bewegungserkennung ausgebildeten Sensors (15) zu steuern.
Eigensichere Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Intensität des von der Lichtquelle (7) abgestrahlten Lichts über die Schildsteuerung variiert werden kann.
Eigensichere Leuchte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein akustischer Signalgeber (13) im oder am Gehäuse (3) angeordnet ist.
Eigensichere Leuchte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (3) aus transparentem Kunststoff ausgebildet ist, und dass vorzugsweise um das Kunststoffgehäuse (3) ein metallener Rahmen (23) oder ein Metallgehäuse mit einer Lichtaustrittsöffnung (25) für das von der Lichtquelle (7) abgestrahlte Licht vorgesehen ist.
Eigensichere Leuchte nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine, insbesondere metallene und/oder magnetische, Platte (19) am Gehäuse (3) befestigt ist und/oder einen Teil des Gehäuses (3) bildet, und/oder dass zumindest ein Magnet (21) am Gehäuse (3), vorzugsweise an der Platte (19), angeordnet ist.
Verfahren zum Anzeigen eines Weges im Untertagebau, insbesondere eines Fluchtweges in einer Notfallsituation, bei dem mehrere Leuchten (1, 1') nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche eingesetzt werden, die insbesondere mit farbigen Lichtquellen ausgestattet und entlang des Weges angeordnet sind, wobei die Leuchten (1, 1') derart betrieben werden, dass, bevorzugt jede Leuchte (1, 1') Licht mit sich zeitlich ändernder Intensität und/oder Farbe abstrahlt, und sich durch die Gesamtheit der entlang des Weges angeordneten Leuchten (1, 1') ein, insbesondere farbiges, den Weg anzeigendes Signal ergibt.