DE3735563A1 - Eigensicherer, modularer stromversorgungsbaustein - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Energiever­ sorgung von eigensicheren, elektronischen Steuerungen und Meßgeräten im untertägigen Berg- und Tunnelbau, die eine transformierte Niederspannung aus einem Netztrans­ formator beziehen und eigensicher ausgebildet sind.

Derartige im untertägigen Steinkohlenbergbau vor allem eingesetzte Stromversorgungsbausteine oder -baugruppen dienen zur Energieversorgung von eigensicheren elektro­ nischen Steuerungen und Meßgeräten und müssen den be­ sonderen Anforderungen des Schlagwetterschutzes genü­ gen. Entsprechend ist allen Geräten gemein, daß sie eine aus dem Grubennetz transformierte Niederspannung entweder aus einem separaten oder aus einem integrier­ ten Netztransformator beziehen und daß sie vergußgekap­ selt sind. Derartige vergußgekapselte Stromversorgungs­ bausteine weisen im Vergleich zu in entsprechend schwe­ ren Gehäusekonstruktionen untergebrachten Bauteilen vor allem den Vorteil eines geringeren Gewichtes auf. Als gewisser Nachteil steht dem allerding gegenüber, daß ausgefallene Stromversorgungsbausteine meist verschrot­ tet werden müssen, weil der Reparaturaufwand für den Hersteller in keinem vernünftigen Verhältnis zu den Herstellungskosten bzw. zum Kaufpreis eines neuen Gerä­ tes steht. Dies gilt vor allem für Stromversorgungsbau­ steine mit eingebautem Transformator. Nachteilig bei den bekannten vergußgekapselten Stromversorgungsbau­ steinen ist, daß es bei Fehlbedienung zur Zerstörung von einzelnen Teilen, wie beispielsweise der Primärsi­ cherung des Netztransformators kommen kann. Auch solche im Verhältnis geringen Schäden führen dann zum Verlust des gesamten Gerätes bzw. Stromversorgungsbausteines.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bauform für Stromversorgungsbausteine zu schaffen, die zumin­ dest teilweise Reparaturen an den Einzelteilen ermög­ licht, andererseits aber die Vorteile der Vergußkapse­ lung voll wahrt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Transformator, der Gleichrichter, der Ladekondensa­ tor und die Primärschmelzsicherungen in einem Modul und die Elektronik für die Gleichspannungsstabilisierung in einem zweiten Modul vergußgekap­ selt angeordnet sind und daß beide Module lösbar mit­ einander, eine geschlossene Gehäuseeinheit ergebend, verbunden sind.

Aufgrund dieser Ausbildung ist nach dem Entfernen der unteren Einheit bzw. dem Trennen der beiden Module die Möglichkeit gegeben, die beschädigten Teile auszuwech­ seln und durch neue zu ersetzen, was insbesondere dann ohne großen Aufwand möglich ist, wenn Transformator, Gleichrichter, Ladekondensator und Primärschmelzsiche­ rung vergußgekapselt ausgebildet, und einer in das Mo­ dul integrierten Platine zugeordnet sind. Es braucht lediglich, nach partieller Entfernung des Vergusses, das entsprechende Einzelteil herausgenommen und durch ein entsprechend funktionsfähiges ersetzt zu werden, ohne daß die übrigen Teile überhaupt herausgenommen werden müssen.

Vorteilhaft dabei ist weiter, daß insbesondere die durch Fehlbedienung gefährdeten Teile so angeordnet sind, daß sie bei entsprechenden Schäden leicht ent­ fernt und ersetzt werden können.

Die Überprüfung der Einzelteile in den beiden Modulen und damit in der Gehäuseeinheit wird weiter dadurch op­ timiert, daß Transformator, Gleichrichter, Ladekonden­ sator und Primärschmelzsicherungen im oberen Modul 2 untergebracht sind. Auf diese Weise kann das jeweils ausgefallene Modul leicht identifiziert, demontiert und ersetzt werden.

Zur Versorgung des Stromversorgungsbausteines ist der Anschluß des Transformators an das Grubennetz notwen­ dig, der ja, wie festgehalten, in den Stromversorgungs­ baustein integriert ist. Dies ist insbesondere dadurch optimal möglich, daß auf dem Deckel des oberen Moduls oder in diesen integriert Reihenanschlußklemmen für die Betriebsspannungen, z. B. 42 bis 220 Vac, vorgesehen sind. Dadurch ist eine Kombination eines solchen Moduls mit allen baumustergeprüften und zugelassenen Modulen bis 20 Vdc ohne Probleme möglich. Daraus wird weiter deutlich, daß bei Ausfall eines der beiden Module das noch intakte ohne weiteres mit einem dritten funktions­ fähigen Modul kombiniert werden kann. Die Anwendungs­ breite vergrößert sich dementsprechend erheblich.

In dem unteren Modul befindet sich in Vergußkapselung die Elektronik für die Gleichspannungsstabilisierung und Strombegrenzung. Gemäß der Erfindung ist dabei vor­ gesehen, daß der im unteren Modul untergebrachten, Pla­ tinen zugeordneten Elektronik ein Diagnosestecker, so­ wie in die Vergußkapselung integriert Trimmpotentiome­ ter und Halbleiterbauteile zugeordnet sind. Über den Diagnosestecker ist eine schnelle Beurteilung der Aus­ fallursache möglich, wobei nach partieller Entfernung der Vergußmasse Trimmpotentiometer für Abgleicharbeiten zugänglich sind und darüber hinaus die Halbleiterbau­ teile, die durch Fehlbedienung ausfallen können. Diese Teile sind somit leicht zugänglich angeordnet und kön­ nen kostensparend demontiert und ersetzt werden. Für dieses Modul ist eine Funktionsanzeige im oberen Modul 2 separat vorgesehen.

Insgesamt gesehen ist damit eine Vorrichtung geschaf­ fen, die nicht nur dem relativ rauhen Betrieb des un­ tertägigen Berg- und Tunnelbaus gewachsen ist, sondern zugleich auch eine in den Abmessungen günstige und da­ bei reparaturfähige Einheit, in der alle für die Strom­ versorgung benötigten Einzelteile gesichert unterge­ bracht werden können. Damit ist die Aufgabe auf optima­ le Art und Weise gelöst und den besonderen Sicherheits­ bestimmungen und dem Schlagwetterschutz genüge getan.

Einzelheiten zum Erfindungsgegenstand werden anhand der nachfolgenden Fig. erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des oberen Mo­ duls mit teilweiser Wiedergabe der Innenbautei­ le, und

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des geöffneten unteren Moduls, und

Fig. 3 die kombinierte Gehäuseeinheit in perspektivi­ scher Darstellung.

Fig. 1 und 2 geben eine Gehäuseeinheit 1 wieder, die aus einem oberen Modul 2 und einem damit zu verbinden­ den unteren Modul 3 besteht. Beide Module sind über Verbindungselemente 4, eine komplette und kompakte Ge­ häuseeinheit 1 ergebend verbunden.

Im oberen Modul 2 befinden sich in Vergußkapselung der Transformator, hier als Ringkernnetztransformator 8 ausgebildet, der Gleichrichter, der Ladekondensator und die Primärschmelzsicherungen, die zweckmäßigerweise einer Platine 7 zugeordnet sind. Auf dem Deckel 5 oder in diesen integriert sind Reihenanschlußklemmen 6 vor­ gesehen, die für unterschiedliche Betriebsspannungen, z.B. 42 und 220 Vac, ausgebildet sind, außerdem eine Funktionsanzeige. Die einzelnen Bauteile, Transformator 8, Gleichrichter, Ladekondensator und Primärschmelzsi­ cherungen sind auf der Platine bzw. im oberen Modul 2 optisch getrennt angeordnet.

Im unteren Modul 3 befindet sich in Vergußkapselung die Elektronik für die Gleichspannungsstabilisierung und Strombegrenzung. Hierzu sind die Platinen 9, 10 vorge­ sehen, die sich auf dem Boden 11 abstützen. Der Boden 11 reicht über die Wandung des Moduls 3 hinaus, und ist mit Bohrungen 12 versehen, um beispielsweise eine ent­ sprechende Verbindung mit dem Untergrund herstellen zu können. Ein hier nicht wiedergegebener Diagnosestecker für die Beurteilung einer Ausfallursache sowie, nach partieller Entfernung des Vergusses, Trimmpotentiometer für Abgleicharbeiten und Halbleiterbauteile, die durch Fehlbedienung ausfallen können, sind leicht zugänglich im Modul 3 angeordnet und können somit kostensparend ersetzt werden.

Das Modul 2 der Stromversorgungsbaugruppe bzw. der Ge­ häuseeinheit 1 ist ausgelegt für zwei verschiedene Ein­ gangsspannungen, wie weiter vorne schon erwähnt, und kann mit allen baumustergeprüften und zugelassenen Mo­ dulen 3 (bis 20 Vdc) kombiniert werden. Hierdurch ist eine Kombination verschiedener Module 2 bzw. 3 mitein­ ander möglich, wenn beispielsweise eines der beiden Mo­ dule 2 oder 3 ausgefallen sein sollte. Durch Verbindung mit den Verbindungselementen ist dann immer eine neue komplette Gehäuseeinheit schnell hergestellt.

Die Fig. 1 und 2 verdeutlichen, daß bei der erfindungs­ gemäßen Stromversorgungsbaugruppe, gekennzeichnet durch die Gehäuseeinheit 1, eine optimale Kompaktheit bei entsprechenden äußeren Abmessungen gegeben ist. Das Trennen der beiden Module 2, 3 erfolgt durch die Ver­ bindungselemente auf denkbar einfache Art und Weise.

 1 Gehäuseeinheit
 2 Modul oben
 3 Modul unten
 4 Verbindungselement
 5 Deckel
 6 Reihenanschlußklemmen
 7 Platine oben
 8 Ringkernnetztransformator
 9 Platine unten
10 Platine unten
11 Boden
12 Bohrung

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Energieversorgung von eigensicheren, elektronischen Steuerungen und Meßgeräten im unter­ tägigen Berg- und Tunnelbau, die eine transformierte Niederspannung aus einem Netztransformator beziehen und eigensicher ausgebildet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Transformator, der Gleichrichter, der Ladekondensator und die Primärschmelzsicherun­ gen, letztere wenn gefordert, in einem Modul (2) und die Elektronik für die Gleichspannungsstabilisierung in einem zweiten Modul (3) vergußgekapselt angeord­ net sind und daß beide Module lösbar miteinander eine geschlossene Gehäuseeinheit (1) ergebend ver­ bunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Transformator, Gleichrichter, Ladekondensator und Primärschmelzsicherungen mit einer Funktionsan­ zeige versehen und optisch getrennt im oberen Modul (2) untergebracht sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Deckel (5) des oberen Moduls (2) oder in diesen integriert Reihenanschlußklemmen (6) für ver­ schiedene Betriebsspannungen, vorzugsweise 42 und 220 Vac vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Transformator, Gleichrichter, Ladekondensator und Primärschmelzsicherungen vergußgekapselt ausge­ bildet und einer in das Modul (2) integrierten Pla­ tine (7) zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im unteren Modul (3) untergebrachten, Plati­ nen (9, 10) zugeordneten Elektronik ein Diagnose­ stecker, sowie in die Vergußkapselung integriert Trimmpotentiometer und Halbleiterbauteile zugeordnet sind.