专利名称：矿用照明装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有信号显示的矿用照明装置或矿山照明装置。
背景技术：
在DE 80 18 413 U1中公开了用于在矿井中对回采工作面(Streben)或者类似场所进行照明的这种照明装置。其中被公开的照明装置具有荧光灯以及用于传输信号的闪光灯，其中闪光灯的灯座和荧光灯的灯座被浇注在外壳的共同的塑料块内。为了满足用于防止在煤矿中的气体爆炸的条件，两种灯的灯管被嵌入透明的隔离物中。照明装置壳体的这种抗压设计复杂并且与高昂的费用相连。
虽然可以通过在矿用照明装置中使用节能灯管来显著地降低用于照明的能源开支，然而此外还有对具有更小能源消耗的照明装置的要求。
节能灯管或者荧光灯管具有的缺点是，为了工作，需要无功功率补偿和预接装置(Vorschaltgeraete)，诸如例如用于产生起辉电压的起辉元件(Zuendelemente)。还必须在其电磁相容性方面研究和规划起辉元件。
虽然荧光灯管的寿命明显高于传统的白炽灯泡的寿命，然而它也限于大约10,000小时。更换损坏的荧光灯管是复杂的并且显著提高了以荧光灯管布置的照明装置的维护费用。
发明内容
因此本发明的任务在于，提供一种矿用照明装置，它可以被经济地生产以及运作，并且它满足在采矿中、特别是关于爆炸防护的必须遵守的规定。
本发明任务通过这种方法解决，即照明装置包括许多发光二极管(LED)以及控制装置，通过该控制装置，发光二极管可以被单个的或者成组地控制，以显示符号、闪光信号、字母、文本、图案及/或类似信息。
根据本发明，可以包含微处理器的控制装置接收输入信号或者输入信号序列。根据该输入，控制装置单个地或者成组地控制发光二极管。一种简单的控制在于，将所有发光二极管的馈给电流同时中断并再接通，使得相连的发光二极管闪烁并且产生一致的闪光。一种更复杂的控制在于，让确定空间布置中的发光二极管单个地或者成组地发光，以由此产生图案或者符号。也可以通过时间相关的控制显示运动方向或者一系列图案或者标志。由此，根据本发明的照明装置不仅限于一个或者很少几个通知上，而是可以传输给矿工丰富的信息。
由于发光二极管的低工作电压，所以矿用照明装置给出了固有安全的照明装置。因为无需抗压的外壳，所以在壳体结构方面可以显著地节省费用。
标准发光二极管的寿命长达100,000小时以及更长，并且由此比荧光灯的寿命长得多。维护投入(Service-Einsatz)和灯泡更换实际上不再必要。相对于传统的灯，发光二极管还具有另外的优点因为光发射不会突然终止，而是随着时间缓慢地减弱，所以发光二极管缓慢地通知自己的失效，使得可以在完全损坏之前将其更换。
由于发光二极管的高效率，所以能源消耗非常小，由此可以将照明装置的热量升高保持在很小。与荧光灯管相比更小的发光强度可以通过使用更大量的发光二极管及/或通过使用极亮的发光二极管来补偿。
优选地，发光二极管被布置在平坦的表面上。发光二极管相互之间的距离可以分别相同，使得在表面上的发光二极管产生大约相同的照明强度。
优选地，发光二极管布置在有规律的图案中，该图案优选的是对称的。它还包括旋转对称(rotationssymmetrisch)布置，其中发光二极管可以被布置在圆环上或者在同心圆上。
在一种优选实施形式中，发光二极管被以矩阵的形式布置。这意味着，二极管被在行和列中布置。这种形式的布置也包含发光二极管仅在一列或者仅在一行中布置。通过矩阵型的布置，特别是矩形表面可以均匀地被发光二极管占据。
发光二极管可以在大约150乘150mm的矩形表面上布置，其中发光二极管被布置在七至八行和列中。其中，发光二极管互相之间的距离大约为20mm。这种布置导致好的面照明(Flaechenausleuchtung)。由于大数目的发光二极管(例如在完全占据的具有八行和八列的矩阵中有64只)，还可以达到可与传统照明装置相较的总照明强度。在矩阵型的布置的另外的优点在于，可以很好地显示符号、数字等等。
为了能够以根据本发明的矿用照明装置根据确定的规定对一个空间或者一个表面进行照明，至少两个发光二极管的主发射方向可以不同。通常，发光二极管具有旋转对称的光分布。其中，主发射方向对应于光分布的对称轴的方向。因为发光二极管在不同方向以不同的强度发射光，所以可以通过选择发光二极管的不同主发射方向来将矿用照明装置的光聚集或者扇形放射。优选地，发光二极管以50至60°的辐射角而被应用。通过在不同方向上发射的发光二极管，可以有利地进行任意的照明。
在一种优选实施例中，至少两个发光二极管发射颜色不同的光。这样，例如为了照明目的，一组发光二极管可以发射白光，而另一组产生黄色、蓝色、红色或者绿色光，以显示彩色的符号。由此，在彩色符号的显示中，在传统照明中已知的彩色覆盖窗(Farbdeckfenster)不再必需。这将根据本发明的矿用照明装置的制造成本保持得很低。此外，可以实现更高的效率，因为光没有通过彩色覆盖窗而被减弱。
在一种根据本发明的照明装置中，可以有利地还使用产生不同强度光的发光二极管。一方面，除了发光二极管的空间布置以外，由此可以对待照明的空间或者表面的照明产生影响。另一方面，通过不同强度发光的发光二极管也可以显示图案、符号等等。
优选地，控制装置可以生成活动字(Laufschrift)，其中优选地可以同时显示三个文字数字符号。通过同时显示三个符号，活动字已经可以很好阅读，而为了能够同时显示这三个符号的发光二极管的数目不是很多。
在一种优选实施例中，矿用照明装置以12伏特的电压驱动。在该工作电压下，用于遵守关于爆炸保护的规定的照明装置壳体不必抗压地设计，这将制造成本保持得很低。此外，在采矿中可以相较而言经济地准备12伏特电压供应。5伏特或24伏特的低压也是可能的。
优选地，多个，优选为三个，发光二极管电气地串联，因为通常的发光二极管的工作电压或者正向电压为2至4伏特。因为白色发光二极管(发射白光的发光二极管)典型的正向电压为3.6伏特，所以在三个串联的白色发光二极管中压降为10.8伏特，这相对于12伏特的电压产生小于2伏特的剩余电压振幅(Restspannungshub)。
在串联的发光二极管之前可以串联纵向调节器和包含电阻的电流调节器电路。该电流调节器降低串联的发光二极管的支路(Strang)中的剩余电压振幅并且稳定每个串联电路的供电电流。每个支路的供电电流优选是20mA。然而，也可以使用其工作电流明显更高的发光二极管，使得每个支路的供电电流相应地更高。此外，优选地可以设置保护极性不倒转的装置(Verpolschutz)，以防止错误施加的电压损坏发光二极管。
在一种优选实施形式中，用于矿用照明装置的电流大约为360mA。在使用通常的、正向电流为20mA的发光二极管时，由此在矿用照明装置中产生18条并联支路。假设每条支路三个发光二极管，则矿用照明装置包含54个发光二极管。
另外，优选地，为了控制LED以及为了传输要以LED显示的信息、符号或者信号，矿用照明装置可以连接在或者被连接在优选为双向的通信线路上，特别是数字通信线路或者总线上。通过数字通信线路或者总线，工作模式或者待显示的信号或者信息可以以简单的方式传输给矿用照明装置。总线可以是双线总线，它经过电镀的分隔模块耦合到工作面控制装置(Strebsteuerung)的串行接口上。此外，有利的是，矿用照明装置、优选为其控制装置，设置有微控制器(MCU)或者微控制器被分配给它。微控制器(MCU)可以以集成在MCU中的、匹配的功能性独立地分析并且处理例如通过总线或者数字通信线路到来的控制指令，并且由此基于确定的控制指令驱动(fahren)信号显示的顺序。此外，微控制器还能够实现关于矿用照明装置和LED的状态以及被执行的信号或信息显示的反馈，由此，通过地面的(uebertaegig)控制中心(Strebzentrale)也可能对每个矿用照明装置进行远程诊断。
现在借助在附图中示出的实施例更详细地描述本发明。其中图1在前视图中示出了根据本发明的矿用照明装置；图2示出了图1中的照明装置的电路图；以及图3概要示出了图1中的照明装置的控制装置。
具体实施例方式
图1在前视图中示出了矿用照明装置1。可以看到的是矿用照明装置1的照明场(Leuchtfeld)2，其中54只发光二极管3被布置在8列7行的矩阵中。在图1中在最下面一行中，外矩阵点没有被发光二极管占据。发光二极管3互相之间具有各为20mm的距离。
图2示出了矿用照明装置1的电路图。三个发光二极管3分别串联在支路I、II、...、XVIII中。在图2中为了清楚起见只示出了一共18个支路中的三条。打点的线表示未被示出的支路III至XVIII。
在每个支路I、II、...、XVIII中，在发光二极管3之前串联具有纵向调节器5和串联电阻器6的电流控制电路4。保护极性不倒转的装置7保证了电路不会被电压极性的弄错而被损坏。
每个支路I、II、...、XVIII具有模块8，通过它，设置在各个支路中的发光二极管3通过在图3中示出的控制装置9被控制。根据输入信号E，控制装置9生成输出信号AI，AII，...，AXVIII，由此分别借助模块8调整对于相应支路的馈给电流。
权利要求
1.具有信号显示的矿用照明装置，其特征在于，所述矿用照明装置(1)包括多个发光二极管(3)和控制装置(9)，通过所述控制装置，所述发光二极管(3)可以被单个地或者成组地控制，以显示符号、闪光信号、字母、文本、图案和/或类似物。
2.根据权利要求1的矿用照明装置，其特征在于，所述发光二极管(3)被布置在平坦的平面上。
3.根据权利要求1或2的矿用照明装置，其特征在于，所述发光二极管(3)被布置为有规则的、优选为对称的图案。
4.根据权利要求1至3之一的矿用照明装置，其特征在于，所述发光二极管(3)在平面上以矩阵形式被布置。
5.根据权利要求4的矿用照明装置，其特征在于，所述平面大约为150mm×150mm，其中所述发光二极管(3)被布置为7或8行以及7或8列。
6.根据权利要求1至5之一的矿用照明装置，其特征在于，至少两个发光二极管(3)的主发射方向不同。
7.根据权利要求1至6之一的矿用照明装置，其特征在于，至少两个发光二极管(3)发射颜色不同的光。
8.根据权利要求1至7之一的矿用照明装置，其特征在于，至少两个发光二极管(3)具有不同强度的照明强度。
9.根据权利要求1至7之一的矿用照明装置，其特征在于，通过控制装置(9)控制的发光二极管(3)产生活动字，其中优选地可以同时显示三个文字数字符号。
10.根据权利要求1至9之一的矿用照明装置，其特征在于，以低压，优选为12伏特，驱动所述矿用照明装置(1)。
11.根据权利要求1至10之一的矿用照明装置，其特征在于，多个，优选为三个，发光二极管(3)电气串联连接。
12.根据权利要求11的矿用照明装置，其特征在于，在串联的发光二极管(3)之前串联纵向调节器(5)和包含电阻(6)的电流调节器电路(4)。
13.根据权利要求1至12之一的矿用照明装置，其特征在于，设置了保护极性不倒转的装置(7)。
14.根据权利要求1至13之一的矿用照明装置，其特征在于，用于所述矿用照明装置(1)的电流为360mA。
15.根据权利要求1至14之一的矿用照明装置，其特征在于，所述矿用照明装置可以连接在或者被连接在优选为双向的通信线路上，特别是数字通信线路或者总线上。
16.根据权利要求1至15之一的矿用照明装置，其特征在于，所述矿用照明装置(1)，优选为其控制装置(9)，设置有微控制器。
全文摘要
本发明涉及具有信号显示的矿用照明装置1。矿用照明装置1的特征在于，它包括许多发光二极管3和控制装置9，通过控制装置9，发光二极管3可以被单个地或者成组地控制，以显示符号、闪光信号、字母、文本、图案及/或类似信息。
文档编号G09F9/33GK1795480SQ200480014211
公开日2006年6月28日 申请日期2004年5月17日 优先权日2003年5月23日
发明者塞巴斯蒂安·M.·芒德瑞, 弗兰克·莱韦克－艾姆登, 延斯·蒂奇尔特, 于尔根·彻佩 申请人:Dbt有限公司