Signalvorrichtung für vorzugsweise explosionsgefährdete Bereiche
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Signalvorrichtung für vorzugsweise explosionsgefährdete Bereiche gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1, 5, 7, 9, 11 und 14.
Beim Betreiben von Signalvorrichtungen, und zwar insbesondere elektrischen Lampen, in explosionsgefährdeten Bereichen sind zahlreiche sicherheitstechnische Aspekte zu beachten. Grundsätzlich gilt es zu verhindern, dass es durch den Betrieb der Signalvorrichtung zu einer Explosion kommt. Dies ist bei Verwendung von bekannten Signalvorrichtungen nicht mit ausreichender Sicherheit möglich.
Ausgehend vom Vorstehenden liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bekannte öig- nalvorrichtungen zu verbessern, insbesondere derart, dass deren Betrieb in explosionsgefährdeten Bereichen gefahrlos möglich ist.
Eine Signalvorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Dadurch, dass durch das Gehäuse und die Stromquelle ein Raum bildbar ist, in dem die Kontakte derart angeordnet sind, dass sie erst dann eine stromleitende Verbindung bilden, wenn der Raum geschlossen ist, führt ein Wechsel der Stromquelle nicht zu den eingangs geschilderten Folgen in explosionsgefährdeten Bereichen. Da der Raum abgeschlossen, d.h. von den explosionsgefährdeten Bereichen getrennt ist, stellt auch eine eventuelle Funkenbildung beim Verbinden der elektrisch leitenden Kontakte im Inneren dieses Raums kein Risiko dar. Eventuelle Folgen der Funkenbildung, insbesondere einer Funkenstrecke, sind auf den Raum selbst beschränkt. Auf diese Weise kann auch in explosionsgefährdeten Bereichen gefahrlos die Stromquelle, beispielsweise ein "Akku- Pack", gewechselt werden.
Vorzugsweise wird der Raum durch formschlüssige Anlage des Gehäuses an der Stromquelle gebildet, beispielsweise durch Zusammenstecken der beiden Teile. Dabei können Wandungen des Gehäuses an Wandungen der Stromquelle anliegen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist den Wandungen eine Dichtung zugeordnet. Auf diese Weise
kann der Raum gasdicht gegenüber den explosionsgefährdeten Bereichen verschlossen werden.
Eine weitere Signalvorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, die auch eine Weiterbildung der vorstehend genannten Lösung sein kann, weist die Merkmale des Anspruchs 5 auf. Dadurch, dass mindestens einem Kontakt ein Mittel zur Unterbrechung der Stromzufuhr zugeordnet ist, das derart ausgebildet und/oder betätigbar ist, dass erst nach einer Verbindung der Kontakte die Stromzufuhr erfolgt, ist eine Funkenbildung beim Verbinden der Kontakte ausgeschlossen. Die Stromzufuhr zu mindestens einem Kontakt wird demnach solange unterbrochen, bis die Kontakte miteinander mechanisch und elektrisch leitend verbunden sind. Erst dann wird durch Schließen des Stromkreises die Stromzufuhr hergestellt. Die Stromquelle kann auf diese Weise gefahrlos in explosionsgefährdeten Bereichen gewechselt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Mittel durch einen mechanischen oder berührungslosen Taster bzw. Sensor gebildet, der durch bzw. nach dem Verbinden des Gehäuses mit der Stromquelle automatisch betätigt wird. Der Taster kann beispielsweise derart am Gehäuse oder der Stromquelle angeordnet sein, dass er sich nach dem Verbinden im Inneren des vorstehend genannten Raumes befindet und dabei durch Anlage an anderen Teilen der Signalvorrichtung betätigt wird.
Eine weitere Signalvorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, die auch eine Weiterbildung der vorstehend genannten Lösungen sein kann, weist die Merkmale des Anspruchs 7 auf. Dadurch, dass die Frontscheibe aus einem bruchsicheren Material besteht, kann die Gefahr einer Beschädigung der Frontscheibe verhindert werden. Die Beschädigung der Frontscheibe geht meist mit einer Beschädigung des dahintergehen- den Signalmittels einher, was zur Funkenbildung führen kann und entsprechend die Gefahr einer Explosion beinhaltet. Auf diese Weise ist die Signalvorrichtung ausreichend robust ausgebildet, um gefahrlos in explosionsgefährdeten Bereichen benutzt zu wer- den. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Frontscheibe aus einem Panzerglas hergestellt.
Eine weitere Signalvorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, die auch eine Weiterbildung der vorstehend genannten Lösungen sein kann, weist die Merkmale des Anspruchs 9 auf. Dabei ist dem oder jedem Signalmittel eine im Gehäuse angeordnete Messeinrichtung zur Ermittlung der Temperatur im Gehäuse zugeordnet. Bei Errei- chen oder Überschreiten einer bestimmten Temperatur wird das oder jedes Signalmittel automatisch abgeschaltet. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich Teile des Gehäuses beim Betrieb des Leuchtmittels derart erwärmen, dass es zu einer Explosion kommt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Sensor zwischen der Frontscheibe des Gehäuses und dem Leuchtmittel angeordnet, und zwar vorzugsweise in einem hermetisch abgedichteten Raum, insbesondere Vorraum, vor dem Signalmittel, insbesondere einem Leuchtenkörper. Auf diese Weise wird eine maximale Temperatur im Gehäuse gemessen und das Leuchtmittel rechtzeitig abgeschaltet.
Eine weitere Signalvorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, die auch eine Weiterbildung der vorstehend genannten Lösungen sein kann, weist die Merkmale des Anspruchs 11 auf. Demnach ist der Stromquelle ein Mittel zum Aufladen derselben zugeordnet. Bei dem Mittel handelt es sich um ein Ladegerät, dass integraler Bestandteil der Stromquelle ist. Dieses Mittel erkennt selbständig die Batteriespannung und passt die Ladespannungsquelle automatisch hieran an. Auf diese Weise wird kein externes Ladegerät benötigt, wodurch das Aufladen vereinfacht wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Stromquelle lösbar mit dem Gehäuse verbindbar. Somit kann die Stromquelle unabhängig von der Signalvorrichtung aufgela- den werden und diese während des Aufladens weiter verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist die Stromquelle an externe Stromquellen mit unterschiedlichen Spannungen anschließbar. Weiterhin weist die Ladeeinrichtung Mittel auf zur Wandlung der Stromspannung der externen Stromquelle in einen geeigneten Strom zum Aufladen der Stromquelle. Die Signalvorrichtung ist auf diese Weise universell einsetzbar und an fast jeder Stromquelle aufladbar.
Eine weitere Signalvorrichtung zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe, die auch eine Weiterbildung der vorstehend genannten Lösungen sein kann, weist die Merkmale des Anspruchs 14 auf. Demnach weist die Signalvorrichtung eine der Frontscheibe zugeordnete Halterung zur Aufnahme von Mitteln zur Beeinflussung und/oder Veränderung des erzeugten Signals auf. In diese Halterung sind beispielsweise Infrarot-Filter, Gelbfilter und/oder Streuscheiben einsetzbar. Somit ist die Signalvorrichtung einfach an örtliche Gegebenheiten, bzw. unterschiedliche Einsatzzwecke anpassbar.
Weitere Unteransprüche beziehen sich auf vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine Signalvorrichtung in Frontansicht,
Fig. 2 eine Signalvorrichtung in Seitenansicht,
Fig. 3 eine Vertikalschnitt lll-lll gemäß Fig. 1 in teilweiser Darstellung,
Fig. 4 Vertikalschnitte IV-IV gemäß Fig. 2 in teilweiser Darstellung, und bis 6
Fig. 7 einen Vertikalschnitt IV-IV gemäß Fig. 2 eines zweiten Ausführungsbeispiels.
In den Fig. 1 bis 7 sind Signalvorrichtungen dargestellt, nämlich Handscheinwerfer 10. Die Handscheinwerfer 10 sind geeignet zur Verwendung in Bereichen in denen beispielsweise durch elektrische Funken oder hohe Temperaturen eine Explosion ausgelöst werden kann.
Jeder Handscheinwerfer 10 weist ein geschlossenes Gehäuse 11 auf, das zur Aufnahme mindestens eines Leuchtmittels 12 dient. Das Gehäuse 11 besteht unter Anderem aus
einem oberen Gehäuseteil 13 und einem unteren Gehäuseteil 14, die über ein Scharnier
15 gelenkig miteinander verbunden sind.
In einer Vorderseite des oberen Gehäuseteils 13 ist eine lichtdurchlässige Frontscheibe 16 angeordnet. Das obere Gehäuseteil 13 weist hierzu einen Durchbruch auf, der eine derartige Größe und Form aufweist, dass die Frontscheibe 16 den Durchbruch komplett verschließt. Eine Besonderheit besteht darin, dass die Frontscheibe 16 aus einem bruchsicheren Material, beispielsweise einem Panzerglas besteht. Durch die Verwendung dieses Materials kann zuverlässig eine Beschädigung des Leuchtmittels 12 verhin- dert werden, was ansonsten in explosionsgefährdeten Bereichen die eingangs genannten Folgen hätte.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass der Frontscheibe 16 eine Halterung 17 zugeordnet ist. Die Halterung 17 dient zur Aufnahme von verschiedenen, beispielsweise farbigen, Filtern oder Linsen, mit denen der erzeugte Lichtstrahl verändert werden kann, insbesondere Infrarot-Filter, Gelbfilter oder Streuscheiben. Die Halterung 17 besteht aus zwei aufrechten Winkelschienen 18, die beiderseits der Frontscheibe 16 angeordnet sind. Freie Schenkel der Winkelschienen sind dabei einander zugewandt, so dass eine Aufnahme bzw. ein Rahmen für die Filter bzw. Linsen entsteht, in die diese von oben eingeschoben werden können.
Hinter der Frontscheibe 16 ist in Inneren des oberen Gehäuseteils 13 mit einem Abstand zur Frontscheibe 16 ein Leuchtmittel 12 positioniert (Fig. 3). Bei dem gezeigten Leuchtmittel 12 handelt es sich um ein Leuchtmittel 12 des Typs "sealed beam". Eine Beson- derheit besteht darin, dass im Raum zwischen dem Leuchtmittel 12 und der Frontscheibe
16 ein Sensor 19 angeordnet ist. Der Sensor 19 dient zur Messung der Temperatur im Inneren des Gehäuses 11. Der Sensor 19 ist derart ausgebildet, dass bei Erreichen oder Überschreiten einer bestimmten Temperatur automatisch das Leuchtmittel 12 abgeschaltet wird. Der Sensor 19 kann hierzu beispielsweise in die Stromzuführung zum Leucht- mittel 12 integriert sein. Die Temperatur bei der das Leuchtmittel 12 abgeschaltet wird, kann so gewählt sein, dass die Außenseite des Gehäuses 11 sich nicht über eine vorgegebene Temperatur erwärmt, bei der die Gefahr einer Explosion besteht, beispielsweise nicht über 60 °C.
Der Sensor 19 ist weiterhin derart im Gehäuse 11 angeordnet, dass eine maximale Temperatur gemessen wird. Hierzu ist der Sensor 19 in einem abgeschlossenen Raum zwischen der Frontscheibe 16 und dem Leuchtmittel 12 angeordnet. Damit die Messung der Temperatur zuverlässig erfolgt ist es erforderlich, dass der Raum gegenüber der Außenluft abgeschlossen ist, damit nicht kühlere Luft in den Raum einströmt und die Messung beeinträchtigt.
Im Leuchtmittel 12 sind Lampen mit unterschiedlicher Energieaufnahme und entspre- chend unterschiedlicher Leuchtkraft angeordnet, beispielsweise zwei Lampen mit 50W bzw. 20W. Die Lampen sind mittels eines am Gehäuse 11 angeordneten Schalters 20 getrennt voneinander betätigbar. Die Lampen können wahlweise einzeln, oder zusammen betrieben werden. Die Lampen können durch eine entsprechende Schaltung auch ein Blinklicht erzeugen. Jeder dieser vorstehend genannten Betriebsarten ist eine Stel- lung des Schalters 20 zugeordnet. Zur Signalisierung der Betriebsart ist dem Schalter 20 eine Diode 21 zugeordnet, die entsprechend der Betriebsart ein zugeordnetes Signal abgibt. Die Diode 21 kann wie im gezeigten Ausführungsbeispiel an einer Oberseite des oberen Gehäuseteils 13 angeordnet sein. Denkbar ist auch, dass die Diode 21 in den Schalter 20 integriert ist. Der Schalter 20 selbst ist an einem dem oberen Gehäuseteil 13 zugeordneten Griff 22 angeordnet. Der Griff 22 dient zur Aufnahme des Handscheinwerfers 10 durch einen Benutzer. Durch die Anordnung des Schalters 20 am Griff 22, ist der Handscheinwerfer 10 zudem mit lediglich einer Hand bedienbar.
Am unteren Gehäuseteil 14 ist eine Stromquelle 23 zur Versorgung des Handscheinwer- fers 10 mit Energie anschließbar. Die Stromquelle 23 besteht im gezeigten Ausführungsbeispiel unter Anderem aus mehreren Akkumulatoren 24, einem sogenannten "Akku- Pack", und einem Gehäuse 25. Das Gehäuse 25 umschließt die Akkumulatoren 24 allseitig, mit Ausnahme einer offenen Oberseite 26.
Zur Herstellung einer stromleitenden Verbindung zwischen dem Leuchtmittel 12 und der Stromquelle 23 sind an einer Unterseite 27 des unteren Gehäuseteils 14 und im Bereich der Oberseite 26 des Gehäuses 25 jeweils korrespondierende Kontakte 28, 29 angeordnet. Die stromleitende Verbindung ist durch Anlage der Kontakte 28, 29 aneinander her-
stellbar. Die Kontakte 28 bzw. Kontakte 29 sind dazu mit dem Leuchtmittel 12 bzw. den Akkumulatoren 24 über Leitungen verbunden. Das untere Gehäuseteil 14 weist im Bereich der Unterseite 27 eine Öffnung auf, in deren Bereich die Kontakte 28 angeordnet sind. Die Öffnung erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Un- terseite 27, so dass aufrechte Seitenwände des unteren Gehäuseteils 14 einen umlaufenden Kragen bilden. Die Kontakte 29 sind im gezeigten Ausführungsbeispiel direkt oberhalb der Akkumulatoren 24 angeordnet.
Die Kontakte 28, 29 sind derart angeordnet, dass sie durch Zusammenstecken des unte- ren Gehäuseteils 14 mit dem die Akkumulatoren 24 umgebenden Gehäuse 25 verbunden werden. Dementsprechend ist das untere Gehäuseteil 14 und das Gehäuse 25 mit korrespondierendem Grundriss ausgebildet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel greifen aufrechte Seitenwände des unteren Gehäuseteils 14 um den oberen Rand des Gehäuses 25. In dieser Anordnung liegen sich die Kontakte 28, 29 ausreichend genau gegen- über, so dass durch Aufschieben des unteren Gehäuseteils 14 auf das Gehäuse 25 die Kontakte 28, 29 miteinander verbunden werden. Die Fig. 4 bis 6 zeigen diesen Vorgang in unterschiedlichen Phasen.
Eine Besonderheit besteht darin, dass die Kontakte 28, 29 derart angeordnet sind, dass sie nicht miteinander verbunden werden, bevor das untere Gehäuseteil 14 und das Gehäuse 25 einen abgeschlossenen Raum 30 um die Kontakte 28, 29 bilden. Auf diese Weise wird verhindert, dass Funken, die beim Verbinden der Kontakte 28, 29 eventuell entstehen können, eine Explosion auslösen. Wie in Fig. 5 dargestellt sind die Kontakte 28, 29 jeweils derart im unteren Gehäuseteil 14 und im Gehäuse 25 angeordnet, dass sie sich beim Zusammenschieben erst berühren, nachdem Wandungen 31 des unteren Gehäuseteils 14 und Wandungen 32 des Gehäuses 25 den abgeschlossenen Raum 30 bilden. Um eventuelle Maßtoleranzen bei der Herstellung des unteren Gehäuseteils 14 und des Gehäuses 25 auszugleichen und um eine gasdichte Verbindung der beiden Teile zu gewährleisten, ist zudem im Bereich des unteren Randes des unteren Gehäuse- teils 14 eine umlaufende, elastische Dichtung 33 angeordnet. Die Dichtung 33 weist in etwa einen kreisförmigen Querschnitt auf und schließt den Raum 30 zuverlässig von den explosionsgefährdeten Bereichen ab. Denkbar ist auch, dass ein Teil des unteren Ge-
häuseteils 14 und/oder der obere Rand des Gehäuses 25 selbst aus einem elastischen Material gebildet ist und somit als Dichtung dient.
Die Kontakte 28, 29 sind derart im unteren Gehäuseteil 14 und dem Gehäuse 25 ange- ordnet, dass sich die Wandungen 31, 32 jeweils über die Kontakte 28, 29 hinaus erstrecken. Dementsprechend erstrecken sich die Wandungen 31 des unteren Gehäuseteils 14 bis unterhalb der Kontakte 28 und die Wandungen 32 des Gehäuses 25 bis oberhalb der Kontakte 30 (Fig. 4). Zur Anordnung der Kontakte 28 im Abstand zum unteren Rand des unteren Gehäuseteils 14 ist in diesem eine horizontal gerichtete Platte 38 zur Aufnahme der Kontakte 28 angeordnet.
Das Aufschieben des unteren Gehäuseteils 14 auf die Stromquelle 23 wird zudem durch einen Anschlag begrenzt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dieser Anschlag durch einen umlaufenden Rücksprung im Bereich des oberen Randes des Gehäuses 25 gebil- det (Fig. 4 bis Fig. 7). Die Wandungen 32 des Gehäuses 25 verlaufen dabei in einem Abstand vom oberen Rand des Gehäuses 25 bereichsweise schräg gerichtet zum Inneren desselben. Das Aufschieben des unteren Gehäuseteils 14 wird demnach durch Anlage an den schräg gerichteten Bereichen begrenzt.
In der verbundenen Stellung gemäß Fig. 1, 2, 6 und 7 werden Gehäuse 11 und Stromquelle 23 durch zwei Haitemittel 34 zusammengehalten. Die Stromquelle 23 wird dabei durch eine rastende Verbindung der Haltemittel 34 mit dem Gehäuse 25 lösbar mit diesem verbunden.
Eine weitere Möglichkeit eine Explosion beim Verbinden des Gehäuses 11 mit der Stromquelle 23 wirksam zu verhindern ist in Fig. 7 gezeigt. Die Besonderheit besteht darin, dass die Stromzufuhr zu den Kontakten 28, 29 beim Verbinden des Gehäuses 11 mit der Stromquelle 23 solange unterbrochen wird, bis die Kontakte 28, 29 miteinander in Verbindung stehen. Erst dann wird die Stromzufuhr zu den Kontakten 28, 29 (wieder) hergestellt. Auf diese Weise wird verhindert, dass bei der Annäherung der Kontakte 28, 29 ein Funken überspringt, der zu einer Explosion führen kann.
Die Stromzufuhr wird im gezeigten Ausführungsbeispiel durch einen Schalter, bzw. Taster 35 unterbrochen, der in den Stromkreis integriert sein kann. Der Taster 35 ist derart an der Oberseite 26 der Stromquelle 23 angeordnet, dass er beim Verbinden des Gehäuses 11 mit der Stromquelle 23 automatisch geschlossen wird, nämlich durch An- läge an einem Vorsprung 39, der im Bereich der Unterseite 27 des unteren Gehäuseteils 14 angeordnet ist. Denkbar ist auch, dass der Taster 35 durch Anlage am unteren Gehäuseteil 14 selbst geschlossen wird. Der Vorsprung 39 und der Taster 35 sind dabei derart am unteren Gehäuseteil 14 bzw. der Stromquelle 23 positioniert, dass die Stromzufuhr erst nach der Verbindung der Kontakte 28, 29 durch Schließen des Tasters 35 hergestellt wird.
Alternativ ist auch beispielsweise die Verwendung eines im Stromkreis integrierten Reed- Kontaktes zur Unterbrechung der Stromzufuhr denkbar. Der Reed-Kontakt kann im Bereich der Unterseite 27 des unteren Gehäuseteils 14 angeordnet sein, wobei dieser durch ein an der Oberseite der Stromquelle 23 erzeugtes Magnetfeld beim Verbinden des Gehäuses 11 mit der Stromquelle 23 automatisch geschlossen wird. Wie beim vorstehend erläutertem Ausführungsbeispiel wird der Reed-Kontakt durch entsprechende Positionierung erst dann geschlossen, wenn die Kontakte 28, 29 miteinander verbunden sind.
Die vorstehend genannte Methode zur Unterbrechung der Stromzufuhr zu den Kontakten 28, 29 kann auch mit der eingangs genannten Bildung eines geschlossenen Raumes 30 um die Kontakte 28, 29 kombiniert werden.
Eine weitere Besonderheit besteht darin, dass in der Stromquelle 23 ein Ladegerät integriert ist. Nach dem eventuellen Lösen des Stromquelle 23 von Gehäuse 11 kann diese zum Aufladen der Akkumulatoren 24 an eine externe Stromquelle angeschlossen werden. Auf diese Weise werden keine separaten bzw. externen Ladegeräte benötigt. Weiterhin ist das Ladegerät an externe Stromquellen mit unterschiedlicher Spannung an- schließbar. Zu diesem Zweck weist das Ladegerät Mittel zum Erkennen der Spannung der externen Stromquelle und Mittel zur Anpassung dieser Spannung an eine geeignete Ladespannung auf. Bei der externen Stromquelle kann es sich sowohl um eine Gleichais auch um eine Wechselstromquelle handeln, beispielsweise 12V-, 24V-, 41V-Gleich-
ström oder 230V-Wechselstrom. Zum Anschluss der Stromquelle 23 an die externe Stromquelle weist die Stromquelle 23 eine Buchse 36 auf. In diese sind beispielsweise entsprechende Stecker oder jeweils passende Adapter anschließbar.
Der Ladezustand der Akkumulatoren 24 ist zudem durch geeignete optische oder akustische Mittel signalisierbar. Zu diesem Zweck ist am Gehäuse 11 eine Diode 37 angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Diode 37 lediglich bei Unterschreiten einer bestimmten Kapazität der Akkumulatoren 24 bzw. bei Unterschreiten einer bestimmten Spannung den Benutzer auf das bevorstehende Ende der Betriebszeit hin. Alternativ kann aber auch durch geeignete Mittel die verbleibende Betriebszeit angezeigt werden.
Bezugszeichenliste
10 Handscheinwerfer
11 Gehäuse
12 Leuchtmittel
13 oberes Gehäuseteil
14 unteres Gehäuseteil
15 Scharnier
16 Frontscheibe
17 Halterung
18 Winkelschiene
19 Sensor
20 Schalter
21 Diode
22 Griff
23 Stromquelle
24 Akkumulator
25 Gehäuse
26 Oberseite
27 Unterseite
28 Kontakt
29 Kontakt
30 Raum
31 Wandung
32 Wandung
33 Dichtung
34 Haltemittel
35 Taster
36 Buchse
37 Diode
38 Platte
39 Vorsprung