[0001] Die Erfindung betrifft eine explosionsgeschützte Leuchte mit Leuchtstoff-Leuchtmitteln
und mit einem Akku als Notstromquelle.
[0002] Explosionsgeschützte Leuchten werden in entzündbare Gase aufweisenden Umgebungen
verwendet. Nach deutschen und europäischen Normen wird der Explosionsschutz einer
Leuchte auf verschiedene Weise bezeichnet, z.B. mit der Angabe "Ex" (explosionsgeschützt),
"Ex e" (Explosionsschutz mit erhöhter Sicherheit) und "Ex d" (Explosionsschutz mit
druckfester Kapselung). Die Erfindung betrifft vorzugsweise eine Leuchte mit einem
Explosionsschutz mit erhöhter Sicherheit. Gegenstand der Erfindung sind aber auch
Leuchten mit einem Explosionsschutz anderer Art.
Leuchtstoff-Lampen als Leuchtmittel sind für den Einsatz in explosionsgeschützten
Leuchten gut geeignet, da sie sich nur geringfügig erwärmen. Ein Nachteil einer Leuchtstofflampe
besteht in der Abhängigkeit von einer Mindesttemperatur. Bei ungünstigen klimatischen
Bedingungen mit starkem Frost kann es passieren, dass die Leuchtstofflampen auf Grund
der im Inneren ablaufenden, temperaturabhängigen physikalischen Prozesse nicht mehr
funktionieren oder zumindest nicht mehr zünden beim Einschalten. Die Folge ist ein
Totalausfall der Leuchte.
[0003] Für bestimmte Anwendungen sind Leuchten mit einem Akku als Notstromquelle ausgerüstet.
Der Akku ist im Inneren der Leuchte angeordnet. Im Normalbetrieb wird die Leuchte
über eine externe Netzspannung betrieben. Bei Ausfall derselben wird der Akku für
die Versorgung der Leuchtmittel zugeschaltet. Bei tiefen Temperaturen lässt die Leistungsfähigkeit
des Akkus stark nach. Die Funktion als Notstromquelle ist dann gefährdet.
[0004] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leuchte der eingangs genannten Art
zu schaffen, die auch bei außergewöhnlich tiefen Temperaturen funktionsfähig ist.
[0005] Die erfindungsgemäße Leuchte ist gekennzeichnet durch Heizmittel zumindest zum Erwärmen
der Leuchtmittel oder des Akkus. Die Heizmittel werden vorteilhafterweise zusammen
mit den Leuchtmitteln eingeschaltet und betrieben. Möglich ist aber auch ein zeitlicher
Vorlauf der Heizmittel zum Erwärmen eines Teils der Leuchte vor dem Einschalten der
Leuchtmittel. Durch die Erfindung wird der temperaturabhängige Arbeitsbereich der
Leuchte drastisch erweitert. Bei Netzausfall bleiben erwärmte Akkus auch trotz niedrigster
Außentemperaturen (angestrebt ist eine Sicherheit bis - 40°C) funktionsfähig. Möglich
ist auch eine Versorgung der Heizmittel durch den Akku. Allerdings verkürzt sich dadurch
die Laufzeit des Akkus. Bevorzugt ist deshalb eine elektrische Schaltung der Leuchte
derart, dass der Akku nicht die Heizmittel mit elektrischer Leistung versorgt.
[0006] Neben den Leuchtstoff-Leuchtmitteln bzw. -lampen können innerhalb der Leuchte weitere
temperaturempfindliche Bauteile, etwa elektronische Bauteile vorhanden sein. Auch
diesen können Heizmittel zugeordnet sein.
[0007] Die Leuchte weist ein Gehäuse mit einem Boden zur Aufnahme elektronischer Bauteile
sowie einen durchscheinenden Deckel auf. Der Boden ist tiefgezogen und wannenartig
ausgebildet, ebenso der Deckel. Letzterer ist gegenüber dem Boden umlaufend abgedichtet
und mit dem Boden durch geeignete Halte- und/oder Arretiermittel verbunden. Die Heizmittel
sind vorzugsweise zwischen einer Wandung des Gehäuses und dem zu wärmenden Bauteil
angeordnet. Dadurch ergibt sich ein relativ gleichmäßiges Temperaturprofil innerhalb
des zu wärmenden Bauteils.
[0008] Vorzugsweise sind als Heizmittel elektrische Heizschlangen vorgesehen. Diese sind
insbesondere als explosionsgeschützt zertifiziert, möglichst in der selben Weise wie
die Leuchte im Übrigen.
[0009] Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung sind die Heizmittel temperaturgesteuert.
Ein Fühler kann die Temperatur der Heizmittel selbst oder die Innentemperatur der
Leuchte ermitteln und nach Erreichen eines oberen Grenzwerts, z.B. 20°C, die Heizmittel
abschalten und diese nach Erreichen eines unteren Grenzwerts, z.B. 10°C, wieder einschalten.
[0010] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung
im Übrigen. Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand
von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte,
- Fig. 2
- einen Längsschnitt durch die Leuchte gemäß Fig. 1, zur Darstellung eines Bodens mit
darin angeordneten Teilen,
- Fig. 3
- eine Draufsicht auf die Leuchte gemäß Fig. 1 (ohne eingesetzte Leuchtmittel),
- Fig. 4
- einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der (abgewinkelten) Schnittlinie A-A in
Fig. 3,
- Fig. 5
- einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der Schnittlinie B-B in Fig. 2,
- Fig. 6
- einen Querschnitt durch die Leuchte entlang der Schnittlinie C-C in Fig. 1.
[0011] Eine Leuchte 10 ist als explosionsgeschützte Notleuchte (Typ Ex d) für die Verwendung
auf Bohrinseln vorgesehen. Leuchten dieses Typs sind grundsätzlich bekannt, beispielsweise
auch für Schiffe. Die Notfunktion besteht in der Eigenschaft der Aufrechterhaltung
einer Beleuchtung trotz Ausfall einer Netzspannung. Zu diesem Zweck ist in der Leuchte
10 ein Akku 11 als Notstromquelle angeordnet. Beim Ausfall der Netzspannung soll die
Leuchte bis zu drei Stunden - auch mit verminderter Leuchtkraft - weiter leuchten.
Die hier dargestellte Leuchte 10 baut auf dieser bekannten Leuchte auf.
[0012] Die Leuchte 10 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse mit Boden 12 und Deckel
13, zwei (hier nicht gezeigten) Leuchtstofflampen, dem Akku 11 und weiteren mechanischen,
elektrischen und elektronischen Komponenten. Die Leuchte 10 ist etwa 70 cm lang, 12
cm breit und 10 cm hoch. Etwa 40-50% der Höhe werden vom Boden 12 eingenommen. Der
Rest der Höhe ergibt sich durch die Abmessungen des Deckels 13.
[0013] In ein umlaufendes Deckelflanschprofil 14 ist eine Dichtung 15 eingesetzt, die an
einem Bodenflansch 16 zur Anlage kommt. An einer Längsseite 17 der Leuchte 10 sind
Scharniere 18, 19, 20 zur gelenkigen Verbindung von Boden 12 und Deckel 13 vorgesehen.
Außerdem sind an beiden Längsseiten 17, 21 schwenkbare Haken 22 vorgesehen, die den
Deckel 13 mit dem Boden 12 im Bereich der umlaufenden Dichtung 15 pressend verbinden.
Haken 22 in Schließstellung sind in Fig. 4 gut erkennbar. Der geöffnete Deckel 13
mit geöffneten Haken 22 ist in Fig. 6 gezeigt.
[0014] Im Boden 12 ist knapp oberhalb einer Bodenwand 23 ein hierzu paralleles Tragblech
24 angeordnet. Dieses weist ein im Wesentlichen U-förmiges (zum Deckel 13 offenes)
Querschnittsprofil auf mit einem Profilboden 25 und Profilseiten 26, 27.
[0015] Auf dem Tragblech 24 sind verschiedene mechanische, elektrische und elektronische
Komponenten angeordnet, insbesondere der Akku 11, welcher sich nahe der Profilseite
26 und nahe des Profilbodens 25 in Längsrichtung der Leuchte 10 erstreckt. Der Akku
11 sitzt an seinen Enden in Haltern 28, 29. Etwa auf halber Länge des Akkus 11 ist
eine gabelförmige Stütze 30 vorgesehen. Halter 28, 29 und Stütze 30 sind auf dem Profilboden
25 montiert.
[0016] Etwa auf der Höhe des Bodenflansches 16 ist ein Mittelträger 31 parallel zum Tragblech
24 vorgesehen. Der Mittelträger 31 erstreckt sich parallel zur Bodenwand 23 und knapp
oberhalb des umlaufenden Bodenflansches 16. Auf dem Mittelträger 31 sind Fassungen
32, 33 für zwei Leuchtstofflampen (nicht gezeigt) sowie zwei Tastschalter 34, 35 angeordnet.
Diese schalten die Leuchte 10 beim Anheben des Deckels 13 stromlos. Die Tastschalter
34, 35 sind jeweils zwischen den Fassungen 32, 33 und in der Nähe von Stirnseiten
36, 37 des Deckels 13 angeordnet. Eine Oberwand 38 des Deckels 13 weist innenseitig
abwärtsgerichtete Taststifte 39 auf, die die Tastschalter 34 35 beim Schließen des
Deckels 13 beaufschlagen und so eine Umschaltung von "stromlos" in "stromführend"
ermöglichen.
[0017] Die hier gezeigte Leuchte 10 ist für die Verwendung unter extremen klimatischen Bedingungen,
nämlich besonders tiefen Temperaturen vorgesehen. Angestrebt sind Temperaturen bis
- 40°C. Um den Betrieb auch unter diesen Bedingungen zu ermöglichen weist die Leuchte
10 im Gehäuse angeordnete Heizmittel auf. Konkret handelt es sich um Heizschlangen
40, 41 und Heizleiter 42, 43. Die Heizmittel sind in derselben Weise wie die Leuchte
(ohne Heizmittel) als explosionsgeschützt ausgelegt und zertifiziert.
[0018] Die Heizschlangen 40, 41 sind unmittelbar oberhalb und unterhalb des Mittelträgers
31 (ohne Abstand zu diesem) und an demselben gehalten. Beide Heizschlangen 40, 41
sind mäanderförmig gelegt, d.h. mit aufeinanderfolgend stets die Richtung wechselnden
Krümmungsradien. Dabei sind Berührungspunkte 44 gebildet zwischen einem Ausgang einer
Krümmung und einem Eingang der übernächsten Krümmung. Im Bereich der Berührungspunkte
44 sind die Heizschlangen 40, 41 auf dem Mittelträger 31 über geeignete Haltemittel,
Klammern oder dergleichen fixiert. Die Krümmungsradien betragen etwa 1,5 cm (Innenradius).
[0019] Die Heizschlangen 40, ,41 und Heizleiter 42, 43 sind vollständig isoliert, sodass
Kontakte mit benachbarten Bauteilen (elektrisch) unschädlich sind.
[0020] Die Heizschlangen 40, 41 erstrecken sich etwa über die Länge und die wirksame Breite
der Leuchtstofflampen, siehe insbesondere Fig. 3, 5 und 6. Die obere Heizschlange
40 liegt direkt an den Leuchtstofflampen an oder weist gegenüber diesen nur einen
geringen Abstand auf. Auf Grund dieser und relativ zum Gehäuse mittigen Anordnung
wird der Innenraum des Gehäuses durch die Heizschlangen 40, 41 wirksam und schnell
aufgewärmt bzw. kann auf einer deutlich höheren Temperatur im Verhältnis zur Außentemperatur
gehalten werden. Zugleich werden die Leuchtstofflampen besonders gewärmt.
[0021] Die Heizleiter 42 sind im Boden 12 angeordnet, nämlich vollständig umlaufend und
auf dem Profilboden 25, im Bereich des Übergangs zwischen Profilboden 25 und den Profilseiten
26, 27. Zugleich liegt der Heizleiter 42 mit einem großen Teil seiner Länge am Akku
11 an oder weist gegenüber diesem nur einen geringen Abstand auf. Dadurch ergibt sich
eine direkte Wärmeeinwirkung auf den Akku 11 und auf im Bereich des Tragblechs 24
angeordnete elektrische oder elektronische Bauteile.
[0022] Die Heizmittel sind grundsätzlich ständig an die Netzspannung angeschlossen. In der
Leuchte 10 ist aber ein Temperaturregler (nicht gezeigt) vorgesehen, der die Heizmittel
in Abhängigkeit von einer Innentemperatur der Leuchte gegebenenfalls von der Netzspannung
trennt und nach Erreichen eines unteren Grenzwerts wieder zuschaltet. Bevorzugt ist
eine Innentemperatur von plus 10° bis plus 20°C (unterer und oberer Grenzwert).
[0023] Bei Ausfall der Netzspannung werden auch die Heizmittel stromlos. Lediglich die Leuchtmittel
werden aus dem Akku 11 versorgt. Leuchtmittel und Akku 11 weisen bei Übergang in den
Notbetrieb eine günstige Betriebstemperatur auf. Auch bei sehr niedrigen Außentemperaturen
ist deshalb ein Ausfall nicht zu befürchten. Ein Notbetrieb über die angestrebte Zeitdauer
von 3 Stunden ist möglich.
[0024] Die bei Anliegen der Netzspannung mitlaufenden Heizmitteln sichern auch den Betrieb
der Leuchtmittel bei sehr niedrigen Außentemperaturen.
[0025] In der Praxis werden Leuchten des beschriebenen Typs einmal eingeschaltet und erst
nach Erreichen der Leuchtmittel-Lebensdauer zum Auswechseln der Leuchtmittel abgeschaltet.
Für das erstmalige Einschalten nach dem Einsetzen neuer Leuchtmittel kann ein zeitlicher
Vorlauf der Heizmittel vorgesehen sein. Möglich ist aber auch ein synchrones Einschalten
der Heizmittel und Leuchtmittel. Sofern die Leuchtmittel auf Grund niedriger Außentemperaturen
nicht zünden wollen (Leuchtstofflampen) stellt sich spätestens nach entsprechender
Erwärmung der Leuchte die gewünschte Zündung ein.
Bezugszeichenliste:
[0026]
- 10
- Leuchte
- 11
- Akku
- 12
- Boden
- 13
- Deckel
- 14
- Deckelflanschprofil
- 15
- Dichtung
- 16
- Bodenflansch
- 17
- Längsseite
- 18
- Scharnier
- 19
- Scharnier
- 20
- Scharnier
- 21
- Längsseite
- 22
- Haken
- 23
- Bodenwand
- 24
- Tragblech
- 25
- Profilboden
- 26
- Profilseite
- 27
- Profilseite
- 28
- Halter
- 29
- Halter
- 30
- Stütze
- 31
- Mittelträger
- 32
- Fassungen
- 33
- Fassungen
- 34
- Tastschalter
- 35
- Tastschalter
- 36
- Stirnseite
- 37
- Stirnseite
- 38
- Oberwand
- 39
- Taststifte
- 40
- Heizschlange
- 41
- Heizschlange
- 42
- Heizleiter
- 43
- Heizleiter
- 44
- Berührungspunkte
1. Explosionsgeschützte Leuchte mit Leuchtstoff-Leuchtmitteln und mit einem Akku als
Notstromquelle, gekennzeichnet durch Heizmittel zumindest zum Erwärmen der Leuchtmittel oder des Akkus.
2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass den Leuchtmitteln und dem Akku Heizmittel zugeordnet sind.
3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch elektronischen Bauteilen Heizmittel zugeordnet sind.
4. Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel zwischen einer Gehäusewandung und dem zu wärmenden Bauteil angeordnet
sind.
5. Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Heizmittel elektrische Heizschlangen vorgesehen sind.
6. Leuchte nach Anspruch 1 oder einem der weiteren Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizmittel temperaturgesteuert sind.