DE3912204A1 - Batteriebetriebene warnleuchte - Google Patents
Batteriebetriebene warnleuchteInfo
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einer batteriebetriebenen Warnleuchte
gemäß dem Gattungsbegriff des ersten Patentanspruches.
Bei transportablen Stromquellen (Trockenbatterie oder Akku) tritt
allgemein das technische Problem auf, daß die Stromquelle infolge
ihrer notwendigerweise begrenzten Kapazität vorzeitig und unerwünscht
ausfällt, wodurch auch das angeschlossene Gerät nicht mehr
funktioniert.
Bei Warnleuchten ist ein Ausfall nicht nur unerwünscht, sondern
sogar schadensgeneigt. Die Folgen von Warnlampenausfällen können
neben hohen Kosten auch Unfälle mit Haftbarkeit der Verantwortli
chen sein.
Wegen unbeleuchteter Baustellen infolge Batterieausfalls der Bau
stellenlampen kann es zum Einschreiten der Ordnungsbehörden kom
men, die kostenintensive Störungsdienste beauftragen, den Notstand
abzustellen. Mögliche Unfälle können für den Verantwortlichen für
eine einwandfreie Beleuchtung unter Umständen ein gerichtliches Nach
spiel haben.
Einschlägige Vorschriften legen zwar fest, daß Baustellenlampen
turnusmäßig gewartet werden sollen und einwandfrei funktionieren
müssen. Ein Testen der Batteriekapazität zur Bewertung der Lebens
dauer ist nicht ausdrücklich vorgeschrieben. Außerdem fehlt hierzu
eine bequeme Möglichkeit an der Lampe, z.B. eine Prüfbuchse am Ge
häuse für die Prüfstecker eines Voltmeters. Man müßte also bei heu
tigen Baustellenlampen die Batterien aus dem Lampengehäuse heraus -
nehmen, um die Batteriespannung unter Belastung messen zu können.
Das wäre umständlich, praxisfremd und arbeitsaufwendig. Eine exakte
Batterieprüfung unter Belastung zur Beurteilung der Lebensdauer fin
det also nicht statt und man nimmt in Kauf, daß Lampenausfall mit
hohen Kosten, eventuellen Unfällen und Haftbarkeit vorkommen kann.
Im Zeitalter eines erhöhten Sicherheitsbewußtseins ist eine sol
che lässige Geisteshaltung und Gleichgültigkeit unverantwortlich,
zumal die moderne Elektronik Mittel liefert, die eine Batterie
prüfung und Funktionskontrolle auch ohne menschliches Einwirken
selbsttätig ausführen können. Hier setzt die Erfindung ein und
behebt die aufgezeigten Mängel.
Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, die Batterie
einer Warnleuchte unter Belastung laufend auf ihren Spannungswert
zu kontrollieren und bei Feststellung eines vorbestimmten Unter
spannungswertes eine Alarmeinrichtung zu aktivieren.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Hauptpatentanspruch
festgelegten Merkmale; vorteilhafte Ausführungsformen sind in Un
teransprüchen festgelegt.
Die Erfindung löst die gestellte technische Aufgabe in vorteil
ter Weise. Die wesentlichen elektronischen Bauteile zur Überwachung
der Batteriespannung und Aktivierung einer Alarmeinrichtung bei vor
handener Unterspannung sind mit wenigen einfachen, aber sehr wirk
samen Bauteilen realisierbar, sodaß der Aufwand für die elektroni
sche Überwachung den Preis der als Massenartikel sehr preiswert
erhältlichen Warnlampe nur sehr unwesentlich belastet. Vorhandene
Warnlampen können mit der einfachen Überwachungsschaltung leicht
nachgerüstet werden. Es ist auf größere Entfernung leicht über
prüfbar, ob eine große Anzahl Warnlampen sicher funktioniert. Die
automatische Batterieüberwachung erfordert weder Kenntnisse noch
Handhabung, wie sie bei Überprüfung der Batteriespannung durch
Menschen sonst unerläßlich ist.
Die Erfindung soll nunmehr in einem Ausführungsbeispiel unter
Zuhilfenahme der beigegebenen Zeichnungen erläutert werden.
Die Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 Eine gängige Baustellenlampe mit ihren wichtigsten mecha
nischen Bauteilen, die an Baustellen aufgestellt oder mit
besonderer Halterung an Absperrschranken und dergleichen
festgemacht werden kann.
Fig. 2 eine Baustellenlampe, die an einer Warnbake montiert ist,
wie sie an Autobahnen aufgestellt werden;
Fig. 3 das Prinzipschaltbild einer Baustellenlampe mit angeschlos
sener neuerungsgemäßer Funktionskontrolleinheit FKE.
Fig. 1 zeigt eine übliche Baustellenlampe mit ihren wichtigsten me
chanischen Bauteilen. Die neuerungsgemäße Funktionskontrolleinheit
FKE ist eingebaut, wie man an den Leuchtdioden 10, 10′ und 10′′
erkennt.
Die Lampe hat ein gut sichtbares Warnlicht in gelber oder roter
Farbe. Die Lichtquelle ist eine übliche Niedervolt-Glühbirne 2.
Die Stromquelle der Lampe bilden zwei parallel geschaltete 6-Volt
Blockbatterien 1 und 1′, die auch als Zeltlampen-Batterien bekannt
sind. Sie beschicken die Glühbirne 2 mit Strom, die im Brennpunkt
eines linsenförmigen Streuscheibenpaares sitzt, der Leuchtenkopf
heißt. Er bildet zusammen mit der Glühbirne 2 die Optik der Lampe.
In Fig. 1 ist nur eine Streuscheibe 3 zu sehen, die mit einer be
kannten Riffelung zur Erzielung eines Streueffektes versehen ist.
Streuscheibe 3 ist zum Betrachter der Zeichnung hin gewölbt und
die dahinterliegende nicht sichtbare Streuscheibe mit Wölbung nach
der anderen Seite - vom Betrachter weg - bilden zusammen den linsen
förmigen Leuchtenkopf, der durch fünf übliche Schrauben-Mutter-Ver
bindungen lösbar zusammengehalten wird. Der Leuchtenkopf sitzt um
seine Hochachse drehbar auf dem Gehäuse-Oberteil 5 der Lampe. Das
Lampengehäuse ist zweiteilig und das haubenförmige Oberteil 5 sitzt
auf einem wannenförmigen Gehäuse-Unterteil 6. Gehäuse-Ober- und Un
terteile 5 und 6 sind mit einer Halteschraube 7 lösbar verbunden.
Die Blockbatterien oder Zeltlampenbatterien 1 und 1′ machen mit
ihren je zwei nach oben ragenden Kontaktfedern 8, 8′ mit zwei
nicht sichtbaren Kontaktstreifen (+ und -) leitende Berührung.
Beide sind an der Unterseite des Elektrik-Gehäuses 9 befestigt.
Elektrik-Gehäuse 9 umschließt die nachstehend besprochene elektri
sche Ausrüstung der Lampe, von der zunächst nur die Leuchtdioden
10, 10′ und 10′′ sichtbar sind, die im eingeschalteten Zustand durch
die Streuscheibe 3 hindurchleuchten. Das Elektrik-Gehäuse 9 ver
jüngt sich in Absätzen nach oben und ist mit dem Gehäuse-Oberteil 5
aus Kunststoff fest verbunden, z.B. verschweißt. Aus dem Elektrik-
Gehäuse 9 ragt der säulenartige Fassungshalter 9′ mit der Glüh
birne 2 nach oben; die Birne sitzt im Brennpunkt der Lampenoptik.
Im unteren Teil des Elektrik-Gehäuses 9 sind zwei einpolige Schal
ter Sch 1 und Sch 2 untergebracht, deren Funktion noch erklärt
wird und die aus Sicherheitsgründen nur mit einem besonderen Schlüs
sel von außen her geschaltet werden können, der durch die Schlüs
sellöcher 11 und 11′ eingeführt werden kann. In Fig. 3 ist u.a. ein
allgemeines Prinzipschaltbild der Baustellenlampe zu sehen und wird
nachstehend erläutert.
Fig. 2 zeigt eine Baustellenlampe von im wesentlichen gleicher Bau
art wie die Lampe in Fig. 1 sie ist jedoch auf einer Warnbake 20
üblicher Ausführung montiert, wie sie meist an Autobahnen zum Ein
satz kommen. Warnbake 20 ist mit den Schellen 21 und 22 an einem
sogenannten Schaftrohr 23 befestigt, das in einem Schuh der Baken
fußplatte 24 eingesteckt ist. In einer Mulde der Bakenfußplatte 24
sind die Blockbatterien 25 untergebracht, die über ein Kabel 26
die Baustellenleuchte mit Strom versorgen. Die Zuführung geschieht
über einen Stecker 27, der in eine entsprechende nicht sichtbare
Gehäuse-Buchse der Leuchte paßt. Im Stecker 27 sind drei noch näher
erklärte Leuchtdioden 28, 28′ und 28′′ untergebracht. Lampe in Fig. 2
unterscheidet sich von Lampe in Fig. 1 nur durch die andere Strom
zuführung und Unterbringung der Batterien, sowie Montage an der
Warnbake 20, sowie durch die andere Anordnung der Leuchtdioden.
Nach Erläuterung der mechanischen Ausführung der beiden Baustellen
leuchten Fig. 1 und Fig. 2 soll nunmehr die elektrische Ausrüstung
der Lampen, insbesondere aber die neuerungsgemäße Funktionskontroll
einheit FKE erläutert werden, wobei die Zeichnung Fig. 3 zu Hilfe
zu nehmen ist.
Glühbirne 32 ("2" in Fig. 1) kann von der Batterie 31 (1 und 1′ in
Fig. 1) mit Strom beschickt werden. Hierzu wird Schalter Sch 1
geschlossen und der Strom geht durch die Elektroeinheit 33, die
mit einem Blinkgeber bekannter Konstruktion bestückt sein kann.
Üblicherweise haben solche Baustellenlampen mit gelbem Licht, d.h.
gelber Streuscheibe einen Blinkgeber eingebaut, der sie in vorge
gebener Taktierung mit gelbem Blinklicht leuchten läßt. Baustellen
lampen mit rotem Licht sind dagegen Standlichtlampen; bei den letz
teren fehlt eben der erwähnte Blinkgeber und die Glühbirne 32 gibt
Dauerlicht. Beide Lampenarten - mit und ohne Blinkgeber- haben
einen Dämmerungsschalter in Form eines bekannten Fotowiderstandes
34. Solche Fotowiderstände können Schaltvorgänge auslösen, indem
man die Widerstanddifferenz (hell: 75 bis 300 Ohm und dunkel:
einige Megohm) in bekannter Weise für Schaltvorgänge nutzt; im
gegebenen Falle zum Ein-und Ausschalten der Lampe, so daß dieselbe
stromsparend nur dann brennt, wenn sie gebraucht wird, bei Dunkel
heit und im Nebel. In diesem Prinzipschaltbild wird nur der
Fotowiderstand 34 mit Schalter Sch 2 zur Unwirksammachung deselben
vereinfachend gezeigt, ohne die dazugehörigen üblichen Schaltmit
tel. Für Prüfzwecke kann die Glühbirne 32 - mit oder ohne Blink
geber - eingeschaltet werden, wenn man den Dämmerungschalter
durch Betätigung von Schalter Sch 2 unwirksam macht. In solchem Falle
brennt also die Glühbirne 32 nach dem Einschalten von Schalter Sch 1
direkt oder bei vorhandenem Blinkgeber im Takt der Blinkfrequenz.
In diesem Ausführungsbeispiel ist eine Funktionskontrolleinheit FKE
vorgesehen, die bei geschlossenem Schalter Sch1 an die Batterie 31
angeschlossen ist. Die Leuchtdiode LD1 leuchtet dann auf, die über
den üblichen Vorwiderstand 35 unter Strom steht und die allgemeine
Betriebsbereitschaft der Lampe anzeigt. Das bedeutet zunächst, eine
Batterie 31 ist polrichtig eingesetzt. Es handelt sich um zwei pa
rallel geschaltete Blockbatterien von quadratischem Querschnitt, die
auch falsch in das Gehäuse-Unterteil 6 eingesetzt werden können.
Bei falscher Polung könnten polungsabhängige Bauteile, z.B. Leucht
dioden nicht funktionieren. Schaltet man jetzt auch den Dämmerungs
schalter (Fotowiderstand 34) aus, indem man Schalter Sch 2 betä
tigt, so kann man auch prüfen, ob die Glühbirne 32 brennt; d.h.
eine Glühbirne vorhanden und heil ist und man kann auch prüfen, ob
ein eingebauter Blinkgeber einwandfrei funktioniert. In jedem Fal
le kann man erkennen, ohne in Lampennähe zu sein: Leuchtdiode LD 1
leuchtet - etwa mit grünem Licht - und zeigt an, daß die Lampe all
gemein betriebsbereit ist, in einer Art ersten Funktionskontrolle.
Über die Kapazität und damit die Lebensdauer der Batterie 31 ist
noch nichts ausgesagt. Es könnte ja sein, daß die Batterie 31 zu
nächst einwandfrei arbeitet, aber zu schwach ist, um die nächste
längere Einsatzzeit zu überstehen. Hierfür kommen die Leucht
dioden LD 2 und LD 3 zum Einsatz, die durch die Unterspannungs
wächter USpW 1 und USpW 2 getriggert werden können, wenn vorein
gestellte kritische Batteriespannungen erreicht werden, die eine
nur noch begrenzte Lebensdauer der Batterie anzeigen.
Beide an sich bekannten Schaltungen der Unterspannungswächter USpW
1 und 2 mit Leuchtdiodenanzeige sind mit dem gleichen IC LM 741
bestückt - einem bekannten und preiswerten Operationsverstärker,
der hier als Komparator mit entsprechender Pinbelegung geschaltet
ist. Aus Gründen besserer Übersicht werden die Widerstände R 1, R 2,
R 3 und R 4 sowie die Zenerdioden ZD nur einmal bei USpW 1 mit Be
zugszeichen versehen. Der obere Unterspannungswächter USpW 1 wird
solchermaßen eingestellt, daß er einen abgesunkenen Spannungswert
der Batterie 31 anzeigt, der nur noch ausreicht, um die Lampe noch
etwa eine Nacht über in Betrieb zu halten. Bei 6 V Nennspannung
könnte die Batteriespannung z.B. auf etwa 5,2 Volt abgesunken sein.
Dieser Zustand löst durch entsprechende Einstellung des oberen
Unterspannungswächters USpW 1 ein Aufleuchten der Leuchtdiode LD 2
(z.B. gelbes Licht) aus. Das bedeutet praktisch, daß die Batte
rie 31 gewechselt werden muß, wenn ein unüberwachtes Wochenende
für die Baustelle bevorsteht, die Batterie 31 aber noch genügend
Kapazität hat, um die Nacht z.B. von einem Arbeitstag zum anderen
Arbeitstag durchzustehen. Gelbes Licht bedeutet also: Vorsicht,
eventueller Batteriewechsel, aber nur, wenn nur eine unüberwachte
Nacht für die Baustelle zu überbrücken ist. (LD 2: gelbes Licht) .
Der untere Unterspannungswächter USpW 2 mit Leuchtdiode LD 3 (z.B.
rotes Licht) dient dazu,einen drohenden Ausfall der Batterie 31
anzuzeigen, weil die Batteriespannung nun ihren Tiefstwert bald er
reicht hat. Wenn es sich um eine wiederaufladbare Batterie han
delt (Akku), könnte Tiefentladung und Zerstörung des Akkus drohen.
Aufleuchten der roten Diode LD 3 heißt also, daß sofortiges Handeln
notwendig ist. Trockenbatterie oder Akku sofort auswechseln oder
nachladen oder bei Akkus eventuell mit Stromnetz puffern.
Die an sich bekannte Schaltung der Unterspannungswächter USpW 1
und USpW 2 soll nunmehr erklärt werden. Die Widerstände R 1 und R 2
bilden einen Spannungsteiler; Zenerdiode ZD und Widerstand R 3
bilden eine Konstantstromquelle. Ist die Spannung des Spannungs
teilers größer als die der Konstantspannungsquelle, so ist der
Ausgang des Komparators positiv und die Leuchtdioden LD 2 oder LD 3
(gelb oder rot) können nicht leuchten. Sinkt die Betriebsspannung
der Batterie 31, so sinkt auch die Spannung am Spannungsteiler
R 1, R 2; die Spannung an der Zenerdiode ZD bleibt annähernd kon
stant. Wird die Zenerspannung unterschritten, d.h. Pin3 negativer
als Pin2, so kippt der Ausgang des Komparators und wird negativ.
Die angeschlossenen Leuchtdioden können jetzt aufleuchten. R 2
ist vorzugsweise ein Spindeltrimmer und läßt eine Feineinstellung
des Spannungsteilers zu. R 4 ist der übliche Vorwiderstand von LD 2
oder LD 3.
Die Dimensionierung der Bauteile von Unterspannungswächter USpW 1
und USpW 2 im Hinblick auf den gewünschten Unterspannungsanzeige
wert ist von jedem Fachmann leicht zu errechnen und/oder durch Aus
probieren festzustellen. Beide Unterspannungswächter USpW 1 und 2
sind in der Wirkungsweise gleich; sie unterscheiden sich nur durch
andere Bemessung der Widerstände und der Zenerdiode ZD. Es läßt sich
eine sehr sichere Auslösung der Leuchtdioden LD 2 und LD 3 errei
chen.
Es genügen wenige Millivolt, um den Komparator anzusteuern.
Die im Ausführungsbeispiel gezeigte Schaltung des Unterspannungs
wächters USpW 1 und USpW 2 arbeitet sehr wirkungsvoll, ist aber
trotzdem wenig aufwendig. Dieses Merkmal ist von großer Wichtig
keit. Baustellenlampen der gezeigten Art sind in großen Mengen
eingesetzte Artikel, z.B. auf Großbaustellen und an Autobahnen,
z.B. bei plötzlich benötigten umfangreichen Absperrungen. Solche
Lampen sind inzwischen durch Massenfertigung sehr preiswert und
es ist wichtig, daß die Unterspannungswächterschaltung entspre
chend wenig Aufwand haben muß.
Es sind andere Ausführungsformen der Anzeigelampen möglich. Es
bietet sich für die Leuchtdiode LD 1 - die im Betrieb ständig
brennt - eine bekannte stromsparende Ausführung (low current
diode) an, die statt der üblichen 20 mA nur etwa 2 mA verbraucht,
wodurch die Batterie nur unwesentlich belastet wird. Aus Gründen
der Raumersparnis lassen sich auch bekannte sogenannte Duo-Leucht
dioden einsetzen. Sie haben drei statt zwei Anschlüsse und geben
Licht in unterschiedlichen Farben, je nach Ansteuerung z.B. gelb
oder rot, ab. Sie könnten mit platzsparendem Vorteil für die LD 2
und LD 3 des Ausführungsbeispiels eingesetzt werden. Es ist auch
möglich, sogenannte bekannte Blinkleuchtdioden einzusetzen, die
bereits eine Blinkgeberschaltung in ihrer Fassung eingebaut
haben. Es ergibt sich dann eine auffälligere Anzeige.
Im Rahmen der Schutzansprüche lassen sich auch andere bekannte
Unterspannungswächterschaltungen einsetzen, deren Aufwand in ver
nünftiger Relation zu den Kosten der Lampe steht. Auch können an
dere Anzeigemittel eingesetzt werden, die auf größere Entfernung
menschlicher Wahrnehmung zugänglich sind, z.B. durch Auslösung
akustischer statt optischer Signale. Es ist auch im Rahmen des
Hauptschutzanspruches möglich, die Anzeige an eine Fernüber
tragung anzuschließen. Das Anzeigesignal könnte - mit oder ohne
Draht - an einen Posten übertragen werden, der sowieso Wachauf
gaben wahrnimmt, z.B. an Polizei oder Feuerwache. Bei Alarmgabe,
d.h. bei drohendem Batterieausfall, könnte dann für einen Batterie
wechsel gesorgt werden, ohne daß hierfür extra Personal bereit
gestellt werden muß.
Claims (6)
1. Batteriebetriebene Warnleuchte zum Einsatz an Baustellen und son
stigen Sperrgebieten,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Batterie (32) der Warnleuchte mit wenigstens einem Unterspan
nungswächter (USpW 1) verbunden ist, der nach Erkennen einer vorbe
stimmten, von der vollen Betriebsspannung abweichenden Unterspannung
eine Alarmeinrichtung aktiviert.
2. Batteriebetriebene Warnleuchte gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Alarmeinrichtung eine eingeschaltete Leuchtdiode (LD 2, LD 3)
ist.
3. Batteriebetriebene Warnleuchte gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Batterie (32) der Warnleuchte mit einer Funktionskontroll
einheit (FKE) verbunden ist, die aus wenigstens einer bei Lampenbe
trieb ständig mit der Batterie (32) verbundenen Leuchtdiode (LD 1)
besteht, sowie aus einem ersten Unterspannungswächter (USpW 1) zum
Erfassen eines kleineren Unterspannungswertes, der bei Erfassen des
kleineren Unterspannungswertes eine Leuchtdiode (LD 2) aktiviert,
sowie aus einem zweiten Unterspannungswächter (USpW 2) zum Erfassen
eines größeren Unterspannungswertes, der bei Erfassen des größeren
Unterspannungswertes eine Leuchtdiode (LD 3) aktiviert.
4. Batteriebetriebene Warnleuchte gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Leuchtdiode der Funktionskontrolleinheit (FKE)
eine Leuchtdiode (LD 1) in stromsparender low current Ausführung
ist.
5. Batteriebetriebene Warnleuchte gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Leuchtdiode der Funktionskontrolleinheit (FKE)
eine Leuchtdiode (LD 2, LD 3) in Duo-Leuchtdioden-Ausführung ist.
6. Batteriebetriebene Warnleuchte gemäß den Ansprüchen 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens eine Leuchtdiode der Funktionskontrolleinheit (FKE)
eine Blinkleuchtdiode ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3912204A DE3912204A1 (de) | 1989-04-08 | 1989-04-13 | Batteriebetriebene warnleuchte |
DE3914356A DE3914356A1 (de) | 1989-04-13 | 1989-04-29 | Batteriebetriebene warnleuchte |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE8904446U DE8904446U1 (de) | 1989-04-08 | 1989-04-08 | Batteriebetriebene Warnleuchte |
DE3912204A DE3912204A1 (de) | 1989-04-08 | 1989-04-13 | Batteriebetriebene warnleuchte |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3912204A1 true DE3912204A1 (de) | 1990-10-11 |
Family
ID=25879909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3912204A Ceased DE3912204A1 (de) | 1989-04-08 | 1989-04-13 | Batteriebetriebene warnleuchte |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
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