DE4018856A1 - Batterieanschluss-und -einschaltvorrichtung fuer betriebs- und transportmittel mit wechselbatterien in schlagwettergeschuetzter ausfuehrung ohne verwendung eines handbetaetigten hauptschalters - Google Patents
Batterieanschluss-und -einschaltvorrichtung fuer betriebs- und transportmittel mit wechselbatterien in schlagwettergeschuetzter ausfuehrung ohne verwendung eines handbetaetigten hauptschaltersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Batterieanschluß- und -einschaltvor
richtung für Betriebs- und Transportmittel mit Wechselbatterien
in schlagwettergeschützter Ausführung ohne Verwendung eines hand
betätigten Hauptschalters, insbesondere für Batterie-Grubenloko
motiven und Batterie-Einschienenhängebahnen.
Für schlagwettergeschützte Schaltgeräte ist vorgeschrieben, den
eigentlichen Schalter, an dessen Kontakten betriebsmäßig Funken-
und Lichtbogenerscheinungen auftreten, in einem druckfest
gekapselten Gehäuse unterzubringen. Im Falle von Batterien als
Energiequelle muß ein solcher Schalter möglichst in
unmittelbarer Nähe der Batterieanschlußklemmen angeordnet werden,
um im ausgeschaltetem Zustand die dann noch spannungsführenden
Leitungsstücke zwischen Batterie und Schalter möglichst kurz zu
halten.
Aus naheliegenden Sicherheitsgründen ist für diesen Schalter eine
elektromagnetische Abschaltung vorgeschrieben, die im Störungs-
oder Gefahrenfall eine schnelle und automatische Spannungsfrei
schaltung sicherstellt.
Im abgeschalteten Zustand steht dann aber zur Wiedereinschaltung
keine Energie zur Verfügung, der Schalter muß also über eine
Handbetätigung verfügen.
Hieraus erklärt sich der derzeitige Stand der Technik, der
prinzipiell durch Fig. 2 beschrieben wird:
Die Gegenstücke 19 des Steckverbinders 20 der Wechselbatterie 1
befinden sich am Gehäuse 21 der Schutzart (Sch)d, in das der
meist als "Batterie-Hauptschalter" bezeichnet, von außen von
Hand ein- und ausschaltbare Trennschalter 22 eingebaut ist. Die
elektrischen Verbindungen erfolgen über die Leitungen 23.
Aus dem druckfesten Gehäuse 21 führen die Leitungen 24 über den
Maschinenrahmen 25 in den Anschlußkasten 26 der Schutzart (Sch)e
und dann über die Durchführungen 27 in das zweite druckfeste
Gehäuse 28, in dem die übrigen elektrischen Baugruppen 29 ein
gebaut sind. Die Leitungen 30 stellen die Verbindungen zu den
einzelnen Anlageteilen des Betriebs- oder Transportmittels her,
wozu sich im Anschlußkasten 26 entsprechende Anschlußklemmen und
Durchführungen befinden. Der Anschlußkasten 26 und das druckfeste
Gehäuse 28 sind fest miteinander verbunden.
Die auch im ausgeschalteten Zustand weiterhin spannungsführenden
Leitungsabschnitt 23 lassen sich zwar kurz halten, insgesamt
aber ist diese Art der Anordnung mit erheblichen Nachteilen
verbunden, bis hin zu sicherheitstechnischen Einschränkungen:
- - Der Schalter 22 muß Gleichströme von mehreren hundert Ampere bei Spannungen bis 200 Volt und darüber sicher bewältigen. Zusammen mit der elektromagnetischen Abschaltung und den unerläßlichen Prüfverfahren bei der Fertigung und der Zulassung gemäß den Bestimmungen der Bergbaubehörden ergibt sich ein extrem teures Bauteil.
- - Das erforderliche druckfeste Gehäuse 21 ist ebenfalls eine aufwendige und teure Konstruktion.
- - Dadurch, daß im ausgeschalteten Zustand keine Spannung zur Verfügung steht, besteht keine Möglichkeit, die Fehlerursache einer Schnellabschaltung durch Anzeigen erkennbar zu machen. Bei der Wiedereinschaltung besteht die Gefahr, zumindest kurzzeitig die Störung wieder zu aktivieren und entweder Anlagenteile zu schädigen oder die Schlagwettersicherheit zu beeinträchtigen.
- - Zwangsläufig steht ein Fahrzeug dadurch auch ohne jede Eigenbeleuchtung im Stollen und bildet somit selbst ein nicht unerhebliches Gefahrenpotential.
- -Da z. B. auch der Lok-Funk ausfällt, besteht keine Möglichkeit, die Zentrale zu informieren.
- - Der Ausfall des Lok-Funks führt besonders dann zu einem erheblich erhöhten Risiko, wenn beispielsweise die Abschaltung aufgrund einer Alarmmeldung aus einem CH₄-Meßgerät erfolgt und damit die akute Gefahr einer Grubengasexplosion besteht.
- - Verschmutzungen, Überbrückungen oder auch Verschweißungen der Kontakte des Batterie-Hauptschalters 22 können nicht unter allen Umständen erkannt werden. Somit besteht die Gefahr des Öffnens des Deckels des druck festen Gehäuses 28 in explosionsgefährdeter Umgebung, obgleich doch noch zündfähige elektrische Energie in diesem Gehäuse vorhanden ist.
Andere Anordnungen wurden bislang nicht verwirklicht, mit
Ausnahme eines nicht signifikant abweichenden Einbaus des
beschriebenen Batterie-Hauptschalters 22 in das batterieseitige
Gehäuse 31 des Batterie-Steckverbinders. Das erfordert aber ein
vergrößertes und dazu druckfestes Gehäuse und, was nicht
übersehen werden darf, einem Schalter auf jeder Batterie. Da
allein schon aufgrund der Ladezeiten und der Wartung mehr
Batterien als Fahrzeuge vorhanden sein müssen, ergibt sich eine
erhebliche Kostenerhöhung.
Alle diese Nachteile werden erfindungsgemäß nicht nur bei
verminderten Kosten vermieden, sondern darüber hinaus werden die
sicherheitstechnischen Gegebenheiten verbessert und zusätzliche
Maßnahmen zur Anhebung des Sicherheitsstandards möglich. Das
druckfeste Gehäuse 21, der Batterie-Hauptschalter 22 und die
Leitungen 23 entfallen. Die prinzipielle Anordnung beschreibt
Fig. 1:
Die Gegenstücke 3 des Batterie-Steckverbinders 2 befinden sich
auf dem Anschlußkasten 4 der Schutzart "erhöhte Sicherheit", der
mit dem druckfesten Gehäuse 5 fest verbunden ist. Die kurzen
Verbindungsleitungen 6 führen über die Durchführungen 7
unmittelbar an die Anschlüsse eines oder mehreren Trennrelais 8,
die den vorher erforderlichen Batterie-Hauptschalter ersetzen.
Dadurch können über die getrennt ansteuerbaren Trennrelais 8
verschiedene und nach unterschiedlichen Kriterien geschützte und
überwachte Stromkreise gebildet werden.
Durch die eigenständige elektronische Überwachung 10 wird es
möglich, An- und Abschaltungen in Abhängigkeit von Fehler- und
Störungsursachen durchzuführen.
Stromkreise, die bezogen auf einen eintretenden Störungsfall
kein sicherheitstechnisches Gefährdungspotential bilden, brauchen
nicht mehr abgeschaltet zu werden. Auch die Leitungen 18 zu den
übrigen Anlageteilen können im Einzelfall mit in die
elektronische Überwachung einbezogen werden. Die Kriterien der
selektiven Ab- und Anschaltungen werden durch die elektronische
Überwachung 10 und/oder die einzelne Anlagenteile ermittelt.
Diese können jetzt den Überlegungen der Zulassungsbehörden, den
Wünschen der Betreiber und den Gegebenheiten der Ausrüstung
weitgehend flexibel angepaßt werden.
Die Einschaltung der Anlage erfolgt anschließend über den
Drucktaster 13 am druckfesten Gehäuse 5. Dieser aktiviert die
interne Selbsthaltung der elektronischen Überwachung 10 nur, wenn
die dafür erforderlichen Bedingungen erfüllt sind, wie z. B. ein
intakter NOTAUS-Kreis, kein Erdschluß zwischen den Stromkreisen
und dem Chassis des Transportmittels u.a.m. Andernfalls geht die
Anlage mit Loslassen des Drucktasters 13 wieder in den
Aus-Zustand.
Erst die aktivierte Selbsthaltung läßt das Einschalten weiterer
Anlagenteile zu, entweder von Hand oder auch über automatische
Abläufe.
Ein bedingungsloses Abschalten durch Aufhebung der Selbsthaltung
erfolgt entweder gezielt von Hand durch den zweiten Drucktaster
14 oder durch entsprechende Befehle oder Signale aus der Anlage,
z. B. im Fall von Störungen oder Alarmauslösungen.
Der Drucktaster 14 muß sich nicht unbedingt am druckfesten
Gehäuse befinden, denn er kann auch in einen eigensicheren
Stromkreis eingebunden werden.
Der Schaltzustand der Kontakte des oder der Trennrelais 8 wird
mit durch die elektronische Überwachung 10 erfaßt und über die
Signalelemente 11, z. B. Leuchtdioden, hinter dem Schauglas 12
erkennbar gemacht. Kontaktfehler an den Trennrelais 8 können
damit erkannt werden. Ein Öffnen des Deckels 17 des druckfesten
Gehäuses 5 darf nur erfolgen, wenn alle Signalelemente 11 die
Spannungsfreiheit anzeigen. Dazu sperrt eine elektromagnetische
Verriegelung 15 den Öffnungsmechanismus 16 für den Deckel 17 bis
alle Stromkreise spannungsfrei sind. Liegt ein solcher
Störungsfall vor, ist er durch die Signalelemente 11 grob
zuzuordnen, und das Öffnen des Deckels 17 kann nur erfolgen,
nachdem die Batterie abgehoben wurde.
Claims (15)
1. Batterieanschluß- und -einschaltvorrichtung für Betriebs- und
Transportmittel mit Wechselbatterien in schlagwetter
geschützter Ausführung ohne Verwendung eines handbetätigten
Hauptschalters,.
dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenstücke 3 des zwei- oder
mehrpoligen Batteriesteckverbinders 2 der Wechselbatterie 1
an einem Anschlußkasten 4 der Schutzart (Sch)e/"erhöhte
Sicherheit" befestigt sind,
dieser Anschlußkasten 4 seinerseits an einem Gehäuse 5 der
Schutzart (Sch)d/"druckfeste Kapselung" befestigt ist,
und damit die der Polzahl des Batteriesteckverbinders 2
entsprechende Anzahl extrem kurzer und gut geschützter
Verbindungsleitungen 6 über die Durchführungen 7 direkt an
die Anschlüsse eines in das druckfeste Gehäuse 5 eingebauten
Trennrelais 8 zur Abtrennung der Verbraucher führt,
wobei die neben anderen Baugruppen 9 mit in das druckfeste
Gehäuse 5 eingebaute elektronische Überwachung 10 die
Funktion des Trennrelais 8 überwacht.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Überwachung 10
durch die Signalelemente 11, die hinter einem Schauglas 12 in
einer der Wände des druckfesten Gehäuses 5 angeordnet sind,
eine eindeutige Schaltzustands-Erkennung des Trennrelais 8
sicherstellt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trennrelais 8 über einen
Drucktaster 13 in einer der Wände des druckfesten Gehäuses 5
nur dann zur Erregung freigegeben wird, wenn die den
sicherheitstechnischen Vorschriften entsprechenden
Voraussetzungen erfüllt und durch die elektronische
Überwachung 10 als fehlerfrei erkannt sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß das Trennrelais 8 jederzeit durch
entsprechende Schaltsignale aus beliebigen Quellen des
Betriebs- oder Transportmittels oder durch einen zweiten
Drucktaster 14 in einer der Wände des druckfesten Gehäuses 5
entregt werden kann.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß eine externe oder interne
elektromagnetische Verriegelung 15 verhindert, daß der
Öffnungsmechanismus 16 für den Deckel 17 des druckfesten
Gehäuses 5 betätigt werden kann, solange das Trennrelais 8
nicht abgefallen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkasten 4 nicht fest
mit dem druckfesten Gehäuse 5 verbunden ist, sondern
unmittelbar neben diesem angeordnet wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß in den Anschlußkasten 4 auch
weitere Einbauteile, insbesondere elektronische, mit
eingebaut werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußkasten 4 in zwei oder
mehr Einzelkästen aufgeteilt wird und jeder nur einen Teil
der Verbindungspole der Gegenstücke 3 des Batteriesteck
verbinders 2 aufnimmt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelemente 11 auch
außerhalb des druckfesten Gehäuses 5 angeordnet sein können.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Trennrelais 8 eingebaut
werden und damit eine Aufteilung in mehrere Stromkreise
möglich ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens 1 Trennrelais 8
zusammen mit einem Teil der Überwachungselektronik 10 mit in
das druckfeste Gehäuse des Batteriesteckverbinders 2 oder der
Wechselbatterie 1 eingebaut wird.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Trennrelais 8
durch Schütze ersetzt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Trennrelais 8
durch Halbleiter-Schaltelemente ersetzt werden.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Signalelemente 11 auch
außerhalb des druckfesten Gehäuses 5 angeordnet werden
können.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Drucktaster 14 auch außer
halb des druckfesten Gehäuses 5 angeordnet werden kann.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4018856A DE4018856A1 (de) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | Batterieanschluss-und -einschaltvorrichtung fuer betriebs- und transportmittel mit wechselbatterien in schlagwettergeschuetzter ausfuehrung ohne verwendung eines handbetaetigten hauptschalters |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE4018856A DE4018856A1 (de) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | Batterieanschluss-und -einschaltvorrichtung fuer betriebs- und transportmittel mit wechselbatterien in schlagwettergeschuetzter ausfuehrung ohne verwendung eines handbetaetigten hauptschalters |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4018856A1 true DE4018856A1 (de) | 1991-12-19 |
DE4018856C2 DE4018856C2 (de) | 1992-10-01 |
Family
ID=6408296
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4018856A Granted DE4018856A1 (de) | 1990-06-13 | 1990-06-13 | Batterieanschluss-und -einschaltvorrichtung fuer betriebs- und transportmittel mit wechselbatterien in schlagwettergeschuetzter ausfuehrung ohne verwendung eines handbetaetigten hauptschalters |
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