DE2808963C2

DE2808963C2 - Stromquelle für einen Staubschutzhelm, insbesondere für den Bergbaubetrieb

Info

Publication number: DE2808963C2
Application number: DE2808963A
Authority: DE
Inventors: Peter Ing.(grad.) 4300 Essen Kremer; Wolf-Dietrich Dipl.-Ing. 4321 Hattingen Langner; Jörn Dr.Dipl.-Phys. 4300 Essen Olaf
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1978-03-02
Filing date: 1978-03-02
Publication date: 1987-01-15
Also published as: DE2808963A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stromquelle für einen Staubschutzhelm, insbesondere für den Bergbaubetrieb, der mit einem Visier und einem elektrisch betriebenen Ventilator mit zugeordneten Staubfiltern ausgerüstet ist, wobei die Stromquelle aus einer oder mehreren in ein Gehäuse mit einer elektrischen Oberflächenleitfähigkeit von mindestens 10^-9 Ohm^-1 mittels Vergußmasse eingegossenen hintereinandergeschalteten, wiederaufladbaren Batteriezellen und einem Schaltkontakt besteht.
Die Einbettung von Stromquellen ist aus folgenden Druckschriften bekannt:
Die DE-AS 12 00 396 lehrt das Einbetten der Teile einer Stromquelle in einen synthetischen Harzschaum als Vergußmasse.
Die DDR-PS 86 869 gibt eine Anleitung, wie die Einbettung einer gasdicht verschlossenen Stromquelle in Gießharz vorgenommen werden kann.
Auch die DE-OS 22 31 706 lehrt das Einbetten von Stromquellen in eine gasdichte Vergußmasse, so daß diese schlagwetter- und explosionsgeschützt sind.
Weiterhin beschreibt die DE-GM 19 32 258 ein eigensicheres Steuergerät mit eingebauter Stromquelle für Untertagebetriebe aus Trockenzellen, die zusammen mit dem Begrenzungswiderstand in einem Gießharzkörper eingebettet sind.
Staubschutzhelme werden überall dort benötigt, wo feiner Staub, vor allem die lungengängige Fraktion, verstärkt anfällt und die Gesundheit der in diesen Betrieben Beschäftigten gefährdet, wie z. B. in Zementwerken und Bergbaubetrieben.
Filternde Atemschutzhelme mit Visier, Ventilator, Staubfilter und getrennter Stromquelle sind aus DE-Z.: Staub-Reinhaltung Luft (1977), Nr. 10, S. 378-382 bekannt.
Ein Ventilator, dem ein Grobfilter vorgeschaltet ist, saugt staubhaltige Luft an. Ein nachgeschalteter Feinfilter hält besonders den lungengängigen Staub zurück, und die so gereinigte Luft wird in den Bereich zwischen Gesicht des Helmträgers und Visier geleitet.
In bergbaulichen Betrieben müssen solche Helme besonders hohen Sicherheitsanforderungen genügen, da Fehler von irgendwelchen Teilen zur Entzündung von Grubengasen oder Kohlenstaub führen könnten. Darüber hinaus müssen sie gegen Abänderungen durch Fremdeingriff geschützt und mechanisch besonders widerstandsfähig sein.
Es sind Stromquellen für Staubschutzhelme bekannt, bei denen in der Regel wiederaufladbare Batterien, wie NICd-Akkus verwendet werden. Sie befinden sich meist außerhalb des Staubschutzhelms in einem gesonderten Gehäuse.
Den Stromquellen für Staubschutzhelme haftet vor allem der Nachteil an, für den Einsatz im Bergbaubetrieb nicht hinreichend sicher zu sein, d. h., es können Kurzschlußströme oder auch statische Aufladungen Staub- oder Gasexplosionen hervorrufen, und es können auch Fremdeingriffe an der elektrischen Versorgung ohne große Mühe vorgenommen werden. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß die Spannung der zur Stromversorgung des Ventilators vorgesehenen, meist wiederaufladbaren Batterien und damit auch die Spannung am Ventilatormotor, während der Dauer einer Arbeitsschicht nicht unerheblich absinkt und dadurch die dem Helmträger pro Zeiteinheit zugeführte gefilterte Luftmenge in unter Umständen nicht mehr vertretbarem Maße abnimmt. Dieser letztgenannte Nachteil wirkt sich auch in Anwendungsfällen außerhalb des Bergbaus aus.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die vorgenannten Nachteile der Stromquellen für Staubschutzhelme ohne allzu hohen Aufwand zu beseitigen und dabei das Gewicht der gesamten Anordnung in tragbaren Grenzen zu halten.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß an einem der beiden Batteriepole zwei parallel geschaltete Leiterstücke angeschlossen sind, wobei das eine Leiterstück, wie an sich bekannt, mindestens einen Widerstand und das andere Leiterstück eine oder mehrere bezüglich der Stromentnahme aus der Stromquelle in Sperrichtung hintereinandergeschaltete Dioden aufweist.
Gemäß weiteren vorteilhaften Ausbildungen der Erfindung ist die Vergußmasse des Stromquellengehäuses dauerelastisch und besteht das Gehäuse aus einem Kunststoff mit galvanisierter Oberfläche.
Anhand des nachfolgenden Beispiels einer bevorzugten Ausführung, die in den Fig. 1 und 2 wiedergegeben wird, soll die Erfindung näher erläutert werden:
Es zeigt im einzelnen
Fig. 1 Gesamtansicht des Staubschutzhelmes mit allen Elementen
Fig. 2 Detaillierte Darstellung des Gehäuses mit der kompletten Stromquelle.
In einem Kunststoffschutzhelm (Fig. 1) mit durchsichtigem Visier (1) sind außer der Vorrichtung (2), mittels welcher der Helm auf dem Kopf seines Trägers gehalten wird, ein Ventilatormotor (3) für z. B. 5 Volt Betriebsspannung mit einem Vorfilter (4) sowie ein nachgeschalteter Feinfilter (5) untergebracht. Ein zweiadriges elektrisches Anschlußkabel (6) mit dreipoligem Stecker führt vom Ventilatormotor zur außerhalb des Helmes sich befindenden Stromquelle (7), die ebenfalls eine dreipolige Steckerbuchse besitzt. Die staubhaltige Luft wird mittels des Ventilators durch den Vorfilter hinten am Helm angesaugt. Der Vorfilter fängt zum größten Teil große Staubteilchen auf und schützt so den Ventilator. Die teilweise gereinigte Luft wird vom Ventilator ausgeblasen und über den Kopf des Trägers durch einen Hauptfilter geführt, der bis zu 90% der Staubpartikel, die 0,5 Mikrometer und größer sind, beseitigt. Die gefilterte Luft wird dann über die Stirn des Trägers hinuntergeleitet und versorgt die ganze Gesichtshälfte mit einem kühlen, angenehmen Luftstrom. Unter dem Visier wird die Luft beim Kinn ausgepufft.
Die Stromquelle (Fig. 2) besteht aus sechs wiederaufladbaren, hintereinandergeschalteten NiCd-Akkus (8) von je 1,24 V und 1,8 Ah. Der eine Pol (9) dieser aus sechs Akkus bestehenden Batterie ist direkt mittels elektrischem Leiter (10) mit der Steckerbuchse (11) am Batteriegehäuse (12) verbunden und von dort über das Anschlußkabel (6) mit dem Ventilator (3). Am zweiten Pol (13) sind zwei parallele Leiterstücke angeschlossen. Von diesen weist das eine zwei hintereinandergeschaltete Dioden (14), welche bezüglich der Stromentnahme aus der Batterie in Sperrichtung geschaltet sind, auf und führt zur Steckerbuchse (11), von wo aus es mit einem Ladegerät verbunden werden kann. Das zweite Leiterstück weist zwei parallelgeschaltete Drahtwiderstände (15) von je 27 Ohm auf sowie einen Schaltkontakt (16), der mit der Steckerbuchse verbunden ist, von wo aus die zweite Verbindung zum Ventilatormotor über das Anschlußkabel hergestellt wird. Alle Kontakte sind verlötet. Akkus, Dioden, Widerstände und Schaltkontakt sind in einem allseitig verschlossenen Gehäuse (12) aus einem ABS-Kunststoff untergebracht. An der Gehäuseoberseite sind die dreipolige Steckerbuchse (11) und ein isolierter, feuchtigkeitsgeschützter Druckkopf (17) für den Schaltkontakt (16) angebracht, zu dessen Schutz der Gehäuseüberhang (18) dient. Die äußere Gehäuseoberfläche (19) ist mit einer galvanisch aufgebrachten Metallschicht von 30 bis 35 µm Stärke versehen. Die im Gehäuseinneren nach Einbau aller Elemente verbleibenden Freiräume sind durch die mit Stopfen (20) verschließbaren Gehäuseöffnungen (21) mit einem Silikonkautschuk (22) ausgegossen.
Es wurde nun gefunden, daß bei einer Abnahme der Batteriespannung - die bei längerer Benutzung ja stets zu beobachten ist - die Spannung am Ventilatormotor im Gegensatz zu bekannten Staubschutzhelmen in wesentlich geringerem Maße abnimmt als die Batteriespannung, so daß die hiermit verbundene Verminderung der Frischluftförderung im Staubschutzhelm auch bei stark entladenen Batterien nicht ins Gewicht fällt. Weitere Vorteile, die durch die Erfindung erzielt werden, sind die Begrenzung eines evtl. Kurzschlußstromes und die Verminderung der statischen Aufladbarkeit des Stromquellengehäuses auf Werte, die eine Grubengas- oder Staubentzündung ausschließen. Weiterhin ist die gesamte Anordnung gegen äußere mechanische Einwirkungen äußerst widerstandsfähig, und ein Eingriff in die elektrische Schaltung ist nur mit Gewalt möglich, was jedoch eine Reparaturmöglichkeit eines defekten Gerätes nicht ausschließt, sofern es sich um eine dauerelastische Vergußmasse handelt und sie deshalb ohne Zerstörung der elektrischen Schaltung entfernt werden kann. Schließlich ist es für den Träger eines erfindungsgemäßen Staubschutzhelmes angenehm, daß aufgrund der verwendeten Materialien die Stromquelle relativ leicht ist.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, auch andere Batteriezellen, Widerstände, Dioden sowie Gehäusekunststoffe, elektrisch leitende Schichten und Vergußmassen als die im Beispiel beschriebenen zu verwenden. Die einzelnen Elemente müssen nur so ausgelegt sein, daß

a) selbst im Kurzschlußfall kein höherer Strom als 0,75 A fließen kann,
b) die Spannung an den Anschlußbuchsen für den Ventilatormotor ausreicht und
c) die Oberflächenleitfähigkeit des Gehäuses der gesamten Stromquelle 10^-9 Ohm^-1 nicht unterschreitet.

Claims

1. Stromquelle für einen Staubschutzhelm, insbesondere für den Bergbaubetrieb, der mit einem Visier und einem elektrisch betriebenen Ventilator mit zugeordneten Staubfiltern ausgerüstet ist, wobei die Stromquelle aus einer oder mehreren in ein Gehäuse mit einer elektrischen Oberflächenleitfähigkeit von mindestens 10^-9 Ohm^-1 mittels Vergußmasse eingegossenen hintereinandergeschalteten, wiederaufladbaren Batteriezellen und einem Schaltkontakt besteht, dadurch gekennzeichnet, daß an einem der beiden Batteriepole (13) zwei parallel geschaltete Leiterstücke angeschlossen sind, wobei das eine Leiterstück, wie an sich bekannt, mindestens einen Widertand (15) und das andere Leiterstück eine oder mehrere bezüglich der Stromentnahme aus der Stromquelle in Sperrichtung hintereinandergeschaltete Dioden (14) aufweist.

2. Stromquelle für einen Staubschutzhelm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergußmasse eine dauerelastische Vergußmasse ist.

3. Stromquelle für einen Staubschutzhelm nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse mit elektrisch leitender Oberfläche ein Kunststoffgehäuse mit galvanisierter Oberfläche ist.