DE3410719A1

DE3410719A1 - Tragbares stromversorgungsgeraet fuer grubenbaue

Info

Publication number: DE3410719A1
Application number: DE19843410719
Authority: DE
Inventors: Manfred Gerasch; Peter 4300 Essen Mahnken
Original assignee: Ruhrkohle AG
Current assignee: RAG AG
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-03
Also published as: DE3410719C2

Description

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 43OO ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL^: £>2 0£ 4J²I Seite

JOO ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126 ν „

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Ruhrkohle AG Rellinghauser Str. 1, D-i*300 Essen 1

Tragbares Stromversorgungsgerät für Grubenbaue

Die Erfindug betrifft ein tragbares Stromversorgungsgerät für Grubenbaue und andere explosionsgefährdete Bereiche mit wenigstens einem schlagwettergeschützt in einem Gehäuse untergebrachten Akkumulator zur Stromversorgung von elektrischen Geräten.

Zur Fremdstromversorgung von MeB- und Analysegeräten werden in Grubenbauen soweit möglich eigensichere Netzgeräte verwendet. Ihre Vorteile liegen in der hohen betrieblichen Zuverlässigkeit, der weitgehenden LJartungsfreiheit und der relativ einfachen Anschlußmöglichkeit für die zu versorgenden Geräte. Der Einsatz von eigensicheren Netzgeräten zur Stromversorgung elektrischer Geräte ist aber nicht ohne Nachteile. Bei Netzstromausfall ist das Netzgerät und damit das angeschlossene MeB- oder Analysengerät funktionsunfähig. Eine Überwachung oder fortlaufende Messung in Stromausfallperioden ist nicht möglich. Bestimmte Gasanalysengeräte, insbesondere solche mit elektrochemischen Zellen, benötigen zur ordungsgemäßen MeB-werterfassung eine Idarm- bzw. Anlaufzeit von mehreren Stunden. Derartige Geräte sind daher nicht nur während der Stromausfallzeit, sondern auch danach über eine entsprechende Zeit unbrauchbar. Bei NeuanschluB eines solchen Gasanalysengeräts an ein Netzgerät muB dessen Warm- bzw. Einlaufzeit beachtet werden, so daß die Betriebsbereitschaft neuinstallierter Geräte bei Stromversorgung über ein herkömmliches Netzgerät zeit-

verzögert ist.

Für viele Einsatzfälle werden daher tragbare StrDmversorgungsgeräte der eingangs genannten Art bevorzugt. Mit ihrer Hilfe ist es möglich, die zu versorgenden Geräte zu verschiedenen Einsatzorten zu transportieren und vor und während des Transports die Geräte bereits warmlaufen zu lassen. Herkömmliche tragbare Stromversorgungsgeräte haben aufgrund der begrenzten Kapazität des oder der zugehörigen Batterien bzw. Akkumulatoren aber nur eine begrenzte Einsatzdauer im Grubenbau. Ein Aufladen der bekannten eigensicheren Akkumulatoren ist Untertage bzw. in explosionsgefährdeten Bereichen mit den bekannten Aufladegeräten nicht zulässig, so daß diese Geräte periodisch von der Einsatzstelle in der Grube abgezogen und zur Aufladung zu ungefährdeten Aufladestationen transportiert werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Worteile stationärer Netzgeräte und herkömmlicher tragbarer eigensicherer Akkumulatoren in einem Stromversorgungsgerät zu vereinigen und insbesondere das Stromversorgungsgerät so auszubilden, daß ein zuverlässiger und fortgesetzter Dauerbetrieb der zu versorgenden Geräte auch bei Stromausfällen gewährleistet ist und die Einsatzzeiten der zu versorgenden Geräte optimiert werden können.

Ausgehend von einem tragbaren Stromveraorgungsgerät der eingangs genannten Art, besteht die Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß darin, deß in dem Gehäuse des Akkumulators eine elektrische Schaltungsanordnung eingebaut ist, die Eingangsanschlüsse für eine gleichgerichtete, von einem Netz oder Netzteil abgeleitete Speisespannung aufweist, daß die Schaltungsanordnung wenigstens zwei Ausgänge hat, von denen ein erster eine vorgegebene begrenzte Spannung bei nach oben begrenztem

Strom als Ladespannung an den Akkumulator anlegt und der zweite eine über eine Absenkschaltung gegenüber der Ladespannun-g abgesenkte Versorgungsspannung für das elektrische Geräte liefert, und daß wenigstens ein Ausgang des Akkumulators parallel zu dem zuieiten Ausgang der Schaltungsanordnung zur Stromversorgung des elektrischen Geräts mit einem Ausgang des StrDmversorgungsgeräts verbindbar ist.

Die erfindungsgemäß in das Gehäuse des schlagwettergeschützten Akkumulators integrierte Schaltungsanordnung ermöglicht die Stromversorgung des angeschlossenen elektrischen Geräts im Normal- oder Dauerbetrieb aus einem im Einsatzort befindlichen Wetz. Bei Stromausfall des als Stromquelle dienenden Netzes übernimmt automatisch und unterbrechungsfrei der Akkumulator die Stromversorgung. Der Akkumlator kann je nach Größe der Last, d.h. Stromaufnahme des angeschlossenen elektrischen Gerätes entsprechend seiner Kapazität die. Stromversorgung über viele Stunden sicherstellen. Bsi Übernahme der Stromversorgung durch den oder die Akkumulatoren steht praktisch jederzeit die volle Akkumulatorenkapazität zur Verfügung, da die Schaltungsanordnung im Netzbetrieb nicht nur für die Stromversorgung des angeschlossenen Meß- oder Analysengeräts sorgt, sondern den wenigstens einen Akkumulator im Gehäuse ständig an eine geeignete Ladespannung anlegt. Es entfällt daher die bei bekannten tragbaren und eigensicheren Stromversorgungsgeräten periodisch notwendige Außerbetriebnahme zum Zwecke der Aufladung. Ein stationär eingesetztes Meß- oder Analysengerät kann daher unabhängig von Netzabschaltungen oder -ausfällen fortlaufend betrieben werden, ohne daß die Gefahr einer Meßwertverfälschung durch stärkere Betriebsspannungsschwankungen oder -Unterbrechungen besteht. Das neue Stromversorgungsgerät ist ebenso mobil und an unterschiedlichen Einsatzorten in Grubenbauen einsetzbar wie die herkömmlichen sogenannten eigensicheren Batterien oder Akkumulatoren. Die zusätzliche SchaltungB-

anordnung trägt nämlich zum Gewicht des Gesamtgeräts wenig bei. Als Versorgungsgerät für Gasanalystoren mit lilarm- bzuj. Einlaufzeiten eignet sich das erfindungsgemäBe Stromversorgungsgerät besonders gut, da das Warmlaufen des angeschlossenen Gasanalysators bereits beim Transport zum stationären Einsatzort erfolgen und am Einsatzort unmittelbar eine ordnungsgemäße MeB- und Analysenwertaufnähme vorgenommen werden kann. Die Elektronik ist dabei durch Strombegrenzung kurzschlußfest und hat durch Spannungsbegrenzung der Ladespannung einen Überladungsschutz für den wenigstens einen Akkumulator.

Eine Umrüstung von bereits bekannten und im Einsatz befindlichen eigensicheren Akkumulatoren zu dem erfindungsgemäßen tragbaren Stromversorgungsgerät ist in Weiterbildung der Erfindung dadurch möglich, daß das Akkumulatorgehäuse durch eine Trennwand in zwei Kammern unterteilt ist, von denen die eine Kammer die Akkumulator-Aufnahmekammer ist und die andere Kammer die Anschlußarmaturen zum Anschließen der zu versorgenden Geräte enthält, daß die beiden Kammern etwa in der Ebene der Trennwand lösbar miteinander verbunden sind und daß die elektrische Schaltungsanordnung als Baueinheit in die Anschlußkammer eingebaut ist. Vorzugsweise ist dabei die Anschlußkammer in einem an der Oberseite durch die Trennwand abgeschlossenen Gehäuseuntersatz angeordnet und die Akkumulator-Aufnahmekammer oberhalb der Trennwand durch eine kastenförmige Haube, die mit dem Gehäuseuntersatz verschraubt ist, dicht verschlossen.

Der Überladungsschutz für den Akkumulator sowie die Kurzschlußfestigkeit der Elektronik lassen sich in einfacher Heise dadurch realisieren, daß die elektrische Schaltungsanordnung einen Strom-Spannungsregler enthält.

Um eine unkontrollierte Verfälschung der Meßwerte der stramversorgten MeB- oder Analysengeräte als Folge von Unterschrei-

tungen der Mindestbetriebsspannung zu vermeiden, ist das erfindungsgemäße Stromversorgungsgerät dadurch weitergebildet, daB ein mit der Akkumulatorspannung beaufschlagter Referenzspannungsgeber vorgesehen ist, dessen konstante Ausgangsspannung als Referenzspannung auf den Mindestwert der Ausgangsspannung des Akkumulators abgestimmt ist. Ein dem ReferenzspBnnungsgeber nachgeschalteter Komparator vergleicht die Referenzspannung mit einer von der Ist-Ausgangsspannung des Akkumulators abgeleiteten Spannung. Bei einer vorgegebenen Differenz der \/ergleichsspannungen werden Mittel zum Unterbrechen der Akkumulator-Stromversorgung des elektrischen Gerätes wirksam. Bei Verwendung eines Akkumulators mit einer bei Überströmen ansprechenden Schutzschaltung ist dem Komparator vorzugsweise ein Schalter nachgeschaltete, der bei der vorgegebenen Differenz der Vergleichsspannungen die Ausgangsanschlüsse des Akkumulators im wesentlichen kurzschließt und dadurch die Schutzschaltung zum Sperren der Akkumulator-Ausgangsanschlüsse veranlaßt.

In besonders bevorzugter Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schaltungsanordnung eine Überwachungsschaltung zur Überwachung der Betriebsart des Stromversorgungsgeräts enthält, wobei die Überwachungsschaltungsschaltung in Abhängigkeit von der Speisespannung gesteuert ist. Diese Überwachungsschaltung weist vorzugsweise sowohl eine den Netzbetrieb anzeigende Leuchtanzeige, die mit einer von der Speisespannung abgeleiteten Spannung beaufschlagt ist, als auch eine von der Akkumulatorspannung gespeiste Leuchtanzeige auf, die über eine in Abhängigkeit von der Speisespannung gesteuerte Schalteinrichtung mit dem Akkumulatorausgang zum Überwachen des Akkumulatorbetriebs verbindbar ist. Während des IMetzbetriebs ist beispielsweise nur eine grüne Leuchtanzeige eingeschaltet, während die den Akkumlatorbetrieb anzeigende Leuchtanzeige über die Schalteinrichtung ausgeschaltet ist. Bei Verwendung

des StromversorgungsgerMts zur Versorgung eines MeB- bzui. Analysengeräts, dessen die MeB- bzw. Analysenuierte darstellenden Ausgangssignale über eine TF-Fernleitung zu einer Zentrale übertragen werden, kann auch die Betriebsart zur Zentrale gemeldet werden. Dies geschieht in Weiterbildung der Erfindung dadurch, daß ein zur Überwachungsschaltung gehöriger Signalgeber ein den Akkumulatorbetrieb kennzeichnendes Ausgangssignal erzeugt, das zur Anzeige des Netzspannungsausfalls in eine typische Veränderung der in der Zentrale angezeigten MeB- bzw. Analysenwerte umsetzbar ist. Als Signalgeber eignet sich ein Zeitgeber in Verbindung mit einer von diesem gesteuerten Schaltung, welche den über die TF-Fernleitung zur Zentrale übertragenen Meßsignalstrom kurzzeitig typisch verändert. Ohne Veränderung befindet sich das Stromversorgungsgerät im Netzbetrieb; die Veränderung des Meßsignalstroms kennzeichnet den Akkumulatorbetrieb und die dabei zeitlich begrenzte Funktionsfähigkeit des Versorgungsgeräts.

In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 den mechanischen Aufbau einer herkömmlichen eigensicheren Akkumulators, der durch Einbau einer besonderen elektrischen Schaltungsanordnung in das Gehäuse zu dem neuen tragbaren Stromversorgungsgerät umgerüstet ist;

Fig. 2 ein Schaltbild der elektrischen Schaltungsanordnung mit Akkumulator und zu versorgendem Meßgerät in Blockdarstellung;

Fig. 3 eine Teilschaltung zur Überwachung der Betriebsart des Stromversorgungsgeräts und Meldung der Betriebsart "Akkumulatorbetrieb" über

eine TF-Fernleitung zu einer entfernt gelegenen Zentrale; und

Fig. k ein Schaltbild eines abgewandelten Ausführungsbeispiels der elektrischen Schaltungsanordnung mit einer auf eine TF-Station wirkenden besonderen Betriebsartmeldeschaltung.

Dis Fig. 1 zeigt ein Gehäuse 1 in dem nicht dargestellte Akkumulatoren und Anschlußarmaturen sowie eine elektrische Schaltungsanordnung 3 untergebracht sind. Das Gehäuse 1 ist durch eine Trennwand k in zwei Kammern aufgeteilt und zwar in eine Akkumulator-Aufnahmekammer 5 und eine Kammer 6, die die AnschluBarmaturen zum Anschließen der zu versorgenden Geräte enthält. Die Kammer 6 ist als Gehäuseuntersatz 7 ausgebildet. Der oder die Akkumulatoren werden auf Steckkontaktstifte 8 aufgesetzt und sind von einer kastenförmigen Haube 9 abgedeckt. Zwischen den beiden Kammern ist eine ganzflächige Gummidichtung 10 vorgesehen. Mit 11 sind Führungsstifte für die Akkumulatoren bezeichnet. Mittels eines Handgriffes 12 kann die Gesamtanordnung leicht getragen werden.

In Figur 2 ist die elektrische Schaltungsanordnung 3 mit strichpunktierten Linien umschlossen. Eine gleichgerichtete Speisespannung liegt an den Eingangsanschlüssen 12, 13. Die Ausgänge der elektrischen Schaltungsanordnung 3 sind mit 14, 15 und 22 bezeichnet. Eine Diodenanordnung 16 senkt die Spannung zwischen der Leitung 17 und der Leitung 18 auf die Betriebsspannung des elektrischen Gerätes 20 z. B. auf 13,2 Volt ab. Der Ausgang 19 des Akkumulators 2 liegt parallel zum Ausgang 15 der elektrischen Schaltungsanordnung 3; ebenso der Eingang 21 des Akkumulators zum Ausgang 22 der elektrischen Schaltungsanordnung.

Die FunktionsiiJBise der elektrischen Schaltungsanordnung ist uiie folgt: Die an den Eingangsanschlüssen 12, 13 anliegende, von einem eigensicheren Netzgerät gelieferte Speisespannung lüird über einen Strom-Spannungsregler 23 strom- und spannungsmäßig begrenzt und ausgeregelt. Zur Strombegrenzung dienen die mit Rx bezeichneten Widerstände 2k. Die Spannung wird am einstellbaren Widerstand 25 eingestellt. Liegt eine Speisespannung an ist die Leuchtanzeige 26 eingeschaltet. Der Transistor 27 ist in diesem Falle gesperrt. Die an der Leitung 18 anliegende Ausgangsspannung des Akkumulators beaufschlagt einen Referenzspannungsgeber 28. Die Spannungsteiler 29 und 30 beaufschlagen die beiden Eingänge eines Komparators 31 mit zwei zu vergleichenden Spannungen an. Dabei uiird mit dem Spannungsteiler 29 die Mindestspannung des Akkumulators festgelegt, mährend über den Spannungsteiler 30 eine der Ist-Spannung des Akkumulators entsprechende Spannung am Komparator 31 anliegt. Wenn der Mindestspannungsuiert unterschritten wird, steuert der Komparator 31 einen Transistor 32 durch, wodurch die Ausgangsklemmen 19, 19' des Akkumulators praktisch kurzgeschlossen werden. Der über dem Spannungsteiler 30 mit einer Ist-Spannung beaufschlagte Eingang ist über eine Diodenkette kl mit der Ausgangsleitung 17 verbunden. Bei IMetzbetrieb zielt die Diodenkette kl daher den Komparatoreingang auf eine relativ stark positive Spannung und sorgt für eine zuverlässige Sperrung des Transistors 31.

Bei Ausfall der Speisespannung liefert automatisch der Akkumulator die erforderliche Betriebsspannung für das elektrische Gerät 20. Bei nicht vorhandener Speisespannung wird der Transistor 27 leitend und die Leuchtanzeige 33, von der Akkumulatorspannung getrieben, leuchtet auf. Bei nicht vorhandener Speisespannung erlischt natürlich die Leuchtanzeige 26.

In Figur 3 ist eine Übermachungs- bzu. Meldeschaltung schema-

tisch dargestellt, uelche den Akkumulatarbetrieb der Schaltungsanordnung 3 über eine TF (Tonfrequenz-) Station zu einer entfernten Zentrale meldet. Diese Betriebsmeldeschaltung ist bei dem besonders einfachen Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 in Abhängigkeit von der in Figur 2 zur Ansteuerung der Dioden 26 und 33 dienenden Anzeigeschaltung gesteuert. Letztere ist in Figur 3 als strichpunktierter Block 37 dargestellt. Ein Signalgeber 38 ist über einen Anschluß 3k an den Hollektor des Treibertransistors 27 der Akkumulatorbetrieb-Anzeigediode 33-angeschlossen. Wenn an der Leitung 17 das normale Speisespannungspotential ansteht, das etwas höher ist als das über die Diodenschaltung 16 abgesenkte Potential auf der Leitung 1B, ist die Basis des Schalttransistors 27 gegenüber dessen Emitter positiv und der Transistor 27 gesperrt. Der Signalgeber 3B ist abgeschaltet und die TF-Station steht für die Übertragung des oder der Meßsignale in Bereitschaft. Wenn andererseits die Schaltungsanordnung 3 auf Akkubetrieb geht, d.h. die Speisespannung zmischen den Leitungen 17 und 36 im wesentlichen zusammenbricht, kommt die Basis des Transistors 27 auf das Potential der negativen Leitung 36, und der Transistor 27 schaltet durch. Die den Akkumulatorbetrieb anzeigende LED 33 wird angesteuert und der Signalgeber 38 mit dem Potential auf der Leitung 18 beaufschlagt. Der Signalgeber 38 meist einen Zeitgeber 39 und einen Transistor kü auf. Der Zeitgeber 39 hat ein Zeitglied, in der Regel ein entsprechend bemessener Kondensator und schaltet den Transistor *tD in einem vorgegebenen Takt ein und aus. Der Transistor uiirkt auf die in Figur 3 nicht dargestellte TF-Station und sorgt dafür, daß das Meßsignal im Akkumulatorbetrieb über die TF-Station nur in bestimmten Zeitphasen übertragen uiird. Aus der intervallmeisen Unterbrechung des an der entfernten Zentrale zur Anzeige gebrachten Meßsignals läßt sich zuverlässig feststellen, daß das Stromversorgungsgsrät auf Akkubetrieb gegangen ist und für einen Akku-Austausch oder für eine Wiederaufnähme des Netzbetriebs

innerhalb einer bestimmten Zeit gesorgt werden muß.

Die Teilschaltung gemäß Figur 3 zeichnet sich durch ihren
besonders einfachen Aufbau aus und nutzt die für die Akkumulatoranzeige ohnehin erforderliche Treiberschaltung aus. Die
relativ graBen Abfrageintervalle der Zentralen über TF-Fernleitungen uiürden aber übergroße Kondensatoren zur Einstellung
eines geeigneten Zeittaktes des Signalgebers und zur typischen Änderung des abgefragten Meßsignals erforderlich machen.

Die in Figur k dargestellte elektrische Schaltungsanordnung 3¹ des Stromversorgungsgeräts entspricht im wesentlichen der
Schaltungsanordnung 3 gemäß Figur 2, meist aber eine besondere Signalgabeschaltung 50 auf, die im Zusammenwirken mit einer an die Anschlüssse 15¹ und 22' angeschlossenen TF-Station 2DD
eine Betriebsartsmeldeschaltung für eine entfernt gelegene
Zentrale bildet. Die Signalgabeschaltung 50 enthält einen
Zeitgeber 51, der bei dem beschriebenen AusfUhrungsbeispiel
ein IC-Baustein mit einem 50 Hz-Oszillator und einem vierzehnstufigen Zähler ist. Bei Netzbetrieb befindet sich die Speisespannungsleitung 17 auf positivem Potential. Der über einen
Spannungsteiler an die beiden Speisespannungsleitungen 17 und
36 angelegte Rücksetzeingang 51a hält den Zähler zurückgesetzt. Im Akkubetrieb fehlt die positive Spannung auf der
Leitung 17, und der Eingang 51a des Zählers ist über den einen Widerstand des Spannungsteilers an Masse gelegt. Der Eingang
51a wirkt in diesem Falle als Setz-Eingang, und der Zählzyklus des Zählers 51 beginnt. Die 13. und Ik. Ausgänge des vierzehnstufigen Zählers sind über eine Dioden-Logikschaltung 57 an
die Basis eines Treibertransistors 52 angelegt. Der Transistor 52 ist bei dieser Anordnung nur während der Phasen gesperrt,
bei denen sowohl am 13. als auch am 1i». Ausgang des Zählers
positive Ausgangssignale anstehen. Dies ist bei der gewählten
Taktfrequenz des Oszillators für jeweils 80b innerhalb einer

rr

Periode von 320s der Fall. Ist der Treibertransistor 52 gesperrt, so uiird die Leitung 53 von der Leitung 18 aus auf ein positives Potential aufgeladen und ein Schalttransistor 5*f gesperrt. Die über den Schalttransistor 5k versorgte TF-Station 200 wird in dieser Zeit von 80s entaktiviert und leitet Meßsignale nicht mehr über die TF-Fernleitung weiter. Nach Ablauf der gleichphasigen Beaufschlagung der 13. und Ik. Ausgänge des Zeitgebers 51 wird der Treibertransistor 52 mieder leitend, legt die Basis des Schalttransistors 5k auf negatives Potential, so daß auch der Transistor 5¹* wieder leitet und die TF-Station mit Strom versorgt. Diese V/ersorgungsphase dauert bei dem beschriebenen Beispiel 2kOs. Während dieser Zeitspanne können die Meßsignale des Meßgeräts 20 über die TF-Station von einer Zentrale abgefragt und geeignet registriert werden. Da die Signalabfrage von der Zentrale üblicherweise im Minutentakt erfolgt, kennzeichnet eine Unterbrechung der Meßwertübertragung den Akkumulatorbetrieb des Stromversorgungsgeräts.

In dem dargestellten AusfUhrungsbeispiel dient der Transistor 52 auch als Treiberstufe für einen weiteren Schalttransistor 55, der eine im dargestellten Beispiel gelb leuchtende dritte LED 56 steuert. Die LED 56 leuchtet in gesperrtem Zustand des Transistors 5k (Transistor 55 geöffnet) und zeigt daher die momentane Entaktivierung der TF-Station 200 an.

Bei der Schaltungsanordnung 3' gemäß Figur k ist anstelle des aufwendigen Festspannungsreglers 28 eine Zenerdiode 28' zur Entwicklung der Bezugsspannung des Komparators 31 vorgesehen. Im übrigen sind in Figur k gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen wie in Figur 2 bezeichnet.

In dem Beispiel gemäß Figur k versorgt das dargestellte Stromversorgungsgerät gleichzeitig sowohl die TF-Station 200 als auch ein Meßgerät 20. Diese Mehrfachbelegung des Stromverßor-

gungsgeräts ist natürlich nur dann möglich, wenn die Leistung der dem Stromversorgungsgerät zugeordneten Akkumulatoren größer als die Leistungsaufnahme der versorgten Geräte 20 und 200 ist. In der Praxis werden in der Regel die Meßgeräte und die TF-Station jeweils von unterschiedlichen Stromversorgungsgeräten versorgt. Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung 3¹ und die Anschlüsse der Geräte 20 bzu. 200 an die Schaltungsanordnung 3¹ bleiben bei Einzelversorgung unverändert.

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Claims

PATENTANWÄLTE ZENZ & HELBER · D 43θΟ'ESSEN 1 · AM RUHRSTEIN 1 · TEL.: (02 01) 4126 ^Seite R 195

Ansprüche :

Tragbares Stromversorgungsgerät für Grubenbaue und andere explosionsgefMhrdete Bereiche mit wenigstens einem schlagwettergeschützt in einem Behause untergebrachten Akkumulator zur Stromversorgung von elektrischen Geräten, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gehäuse (1) des Akkumulators (2) eine elektrische Schaltungsanordnung (3, 3¹) eingebaut ist, die Eingangsanschlüsse (12, 13) für eine gleichgerichtete, von einem Netz oder Netzteil abgeleitete Speisespannung aufweist, daß die Schaltungsanordnung wenigstens zwei Ausgänge (I**, 15) hat, von denen ein erster (1*f) eine vorgegebene begrenzte Spannung bei nach oben begrenztem Strom als Ladespannung an den Akkumulator (2) anlegt und der zweite (15) eine über eine Absenkschaltung (16) gegenüber der Ladespannung abgesenkte Versorgungsspannung für das elektrische Gerät (20, 2DG) liefert, und daß wenigstens ein Ausgang (19, 19¹) des Akkumulators (2) parallel zu dem zweiten Ausgang (15, 22) der Schaltungsanordnung (3, 3¹) zur Stromversorgung des elektrischen Geräts (20; 200) mit einem Ausgang (15, 22) des Stromversorgungsgeräts verbindbar ist.

2. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Akkumulatorgehäuse (1) durch eine Trennwand (Ό in zwei Kammern (5, 6) unterteilt ist, von denen die eine Kammer (5) eine Akkumulatoraufnahmekammer ist und die andere Kammer (6) die Anschlußarmaturen zum Anschließen der zu versorgenden Geräte (20) enthält, daß die beiden Kammern etwa in der Ebene der Trennwand (k) lösbar miteinander verbunden sind und daß die elektrische Schaltungsanordnung (3) als Baueinheit

in die Anschlußkammer (G) eingebaut ist.

3. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußkammer (6) in einem an der Oberseite durch die Trennwand (Ό abgeschlossenen Gehäuseuntersatz (7) angeordnet ist, daß an dem Untersatz (7) mechanisch gehalterte Steckkontaktstifte (B) von der Trennwand (k) aus in die Akkumulator-Aufnahmekammer (5) vorspringen, mit geeigneten Akkumulator-Auf nahmebuchsen kuppelbar und elektrisch mit Ausgängen . der Schaltungsanordnung (3) verbunden sind und daß die Akkumulator-Aufnahmekammer (5) oberhalb der Trennwand (*») durch eine kastenförmige Haube (9) dicht verschlossen ist.

k. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite der Trennwand (^) eine die beiden Kammern (5, 6) gegenseitig abdichtende ganzflächige Gummidichtung (10) angeordnet ist, durch die die elektrischen Akkumulatoranschlüsse (S) durchgeführt sind.

5. StromvErsorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis ^₁ dadurch gekennzeichnet, daß als Absenkschaltung eine Diodenkettenanordnung (16) vorgesehen ist.

6. Stromversorgungsgerät nach einem Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Schaltungsanordnung (3) einen Strom-Spannungsregler (23) aufweist, der so ausgebildet ist, daß er Speisespannungsschwankungen ausregelt, die Ladespannung im wesentlichen konstant hält und den Ladsstrom begrenzt.

7. Stramversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein wenigstens mit einem Teil der Akkumulatorspannung beaufschlagter Referenzspannungsgeber (28, 28') vorgesehen ist, dessen konstante Ausgangsspannung als

Referenzspannung auf den Mindestwert der Ausgangsspannung des Akkumulators (2) abgestimmt ist, daß ein Komparator (31) vorgesehen ist, der die konstante Referenzspannung mit einer von der Ist-Ausgangsspannung des Akkumulators abgeleiteten Spannung vergleicht und daß bei einer vorgegebenen Differenz der Vergleichsspannungen üiirksam werdende Mittel (32) zum Unterbrechen der Akkumulator-Stromversorgung des elektrischen Gerätes vorgesehen sind.

β. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die V/eruiendung eines Akkumulators mit einer Schutzschaltung, die anspricht und wenigstens einen der Akkumulator-Ausgangsanschlüsse (19, 19¹) sperrt, wenn der Akkumulator-Laststrom einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet.

9. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Komparator (31) ein Schalter, vorzugsweise ein Halbleiterschalter (32) nachgeschaltet ist, der bei der vorgegebenen Differenz der V/ergleichsspannungen die Ausgangsanschlüsse (19, 19') des Akkumulators (2) im wesentlichen kurzschließt.

10. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanordung (3) eine Überwachungsschaltung (37, 3B; 5D) zur Überwachung der Betriebsart des Stromversorgungsgeräts enthält und die Überwachungsschaltung in Abhängigkeit von der Speisespannung gesteuert ist.

11. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeschaltung (37) eine den Netzbetrieb anzeigende Leuchtanzeige (26) aufweist, die mit einer von der Speisespannung abgeleiteten Spannung beaufschlagt und am Akku-

mulatorgehäuse (1) von der Gehäuseaußenseite sichtbar befestigt ist.

12. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (37, 38) eine in Abhängigkeit van der Speisespannung gesteuerte Schalteinrichtung (27), vorzugsweise einen Halbleiterschalter, und wenigstens einen Signalgeber (38) aufweist, der über die Schalteinrichtung (27) mit den Akkumulatorausgangsanschlüssen (19, 19¹·) zum Übermachen des Akkumulatorbetriebs verbindbar ist.

13. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung (37) eine von der Akkumulatorspannung gespeiste Leuchtanzeige (33) aufweist, die am Akkumulatorgehäuse (1) von der Gehäuseaußenseite sichtbar befestigt ist.

Ik. Stromversorgungsgerät nach einem der Ansprüche 10 bis 13 zur Versorgung eines Meß- bzw. Analysengeräts, dessen die MeB-bzui. Analysenwerte darstellenden Ausgangssignale über eine TF-Fernleitung zu einer Zentrale übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (38; 50) ein den Akkumulatorbetrieb kennzeichnendes Ausgangssignal erzeugt, das zur Anzeige des Netzspannungsausfalls in eine typische Veränderung der in der Zentrale angezeigten MeB- bzw. Analysenwerte umsetzbar ist.

15. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 1*t, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungsschaltung (38; 50) einen Zeitgeber (39; 51) und eine von letzterem gesteuerte Schaltung (kü; 5k, 200) zum zeitweiligen und periodischen Verändern des über die TF-Fernleitung zur Zentrale übertragenen Meßsignalstroms aufweist.

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16. Stromversorgungsgerät nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitgeber (51) einen auf eine vorgegebene Frequenz eingestellten Oszillator und einen mehrstufigen Zähler enthält, der über eine logische Verknüpfungsschaltung (57) und eine Transistoranordnung (52, 5k) eine TF-Station (200) periodisch entaktiviert.

17. Verwendung des Stromversorgungsgerätes nach einem der Ansprüche 1 bis 16 zur Stromversorgung von eine Anlaufzeit erfordernden Gasanalysegeräten in Grubenbauen.