DE102021213967A1

DE102021213967A1 - Gefahrenmelder mit Insektengitter

Info

Publication number: DE102021213967A1
Application number: DE102021213967.1A
Authority: DE
Inventors: Tobias Buss; Lukas Keller
Original assignee: Hekatron Vertriebs GmbH
Current assignee: Hekatron Vertriebs GmbH
Priority date: 2021-12-08
Filing date: 2021-12-08
Publication date: 2023-06-15

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Gefahrenmelder mit einem Detektionsbereich zur Erfassung von in den Detektionsbereich eintretenden Gasen und/oder Aerosolen mittels einer Detektionssensorik, wobei der Detektionsbereich über zumindest ein Gehäuse begrenzt ist und zumindest eine Eindringöffnung aufweist, wobei zumindest ein Insektengitter um den Detektionsbereich herum vor der zumindest eine Eindringöffnung angeordnet ist.Die Erfindung beinhaltet, dass das Insektengitter in einzelne getrennte Segmente aufgeteilt ausgestaltet ist und diese Segmente des Insektengitters über eine Haltestruktur vor der Eindringöffnung positioniert ausgestaltet sind.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Gefahrenmelder mit einem Detektionsbereich zur Erfassung von in den Detektionsbereich eintretenden Gasen und/oder Aerosolen mittels einer Detektionssensorik, wobei der Detektionsbereich über zumindest ein Gehäuse begrenzt ist und zumindest eine Eindringöffnung aufweist, wobei zumindest ein Insektengitter um den Detektionsbereich herum vor der Eindringöffnung angeordnet ist.
Ein herkömmlicher Gefahrenmelder mit einem Detektionsbereich, wie z.B. ein photoelektrisch Streulicht-Rauchmelder oder lonisationsmelder, umfassen einen Detektionsbereich zur Detektion von Gasen und Aerosolen der zumindest von einem Gehäuse umgeben ist. Bei einem Streulicht-Rauchmelder ist dieser Detektionsbereich von einem Labyrinth umgeben, das das Eindringen von Umgebungslicht in den Detektionsbereich verhindert, jedoch das nahezu reibungslose Einströmen von Aerosolen bzw. Rauch ermöglicht. Mittels einem Sendeelement wird ein Messlicht in den Rauchdetektionsbereich eingestrahlt und die Streuung von an den Aerosolen bzw. Rauch reflektiertem Licht mittels einem photoelektrischen Empfangselement ermittelt und ggfs. ein Alarmzustand erzeugt.
Bei herkömmlichen Gefahrenmeldern, insbesondere mit einem Rauchdetektionsbereich bzw. Brandmeldern, werden ergänzend Insektengitter um den Detektionsbereich von Brandgasen und/oder Brandaerosolen vorgesehen, damit keine Insekten, wie Spinnen und Fliegen in diesen Detektionsbereich gelangen können. Dadurch wird verhindert, dass aufgrund von in den Detektionsbereich eingedrungenen Insekten ein Fehlalarm ausgelöst wird. Diese Insektengitter werden meist aus Metall oder Kunststoff mit einer vorgegebenen Maschenbreite hergestellt, so dass diese Insekten nicht durch diese Maschen des Gitters hindurch gelangen können. Das Insektengitter wird um die Detektionsbereichs-Abdeckung, die z.B. die Labyrinth-Elemente des Detektionsbereichs bilden, herum ausgestaltet. In dem deutschen Patent DE 38 09 738 C2 ist beschrieben, dass ein solches Insektengitter auch während des Spritzguss- bzw. Gießprozedur des Gehäuses oder des Labyrinths auch direkt in deren Kunststoffstruktur integriert werden kann.
In der Patentanmeldung DE 199 42 766 A1 ist ein Insektengitter für einen Rauchmelder beschrieben, dass das Gitter kalottenartig und/oder in einer ringförmigen Ausgestaltung ausgeformt ist und innerhalb dieses Gitters wenigstens eine Leuchtdiode als Sensor, ein Temperatursensor und/oder ein Detektor zur Messung der Strömungsgeschwindigkeit und/oder die Strömungsrichtung einer Durchgangsströmung ausgebildet ist.
In der DE100 54 111 A1 ist die Faser des Insektengitters des Rauchmelders mit einem Insektenabwehrmittel, z.B. Phenotorin oder Permitrin, imprägniert. Wenn ein Insektengitter aus einer Faser gewoben ist, kann mit einem Insektenabwehrmittel zuvor gemäß einem bekannten Verfahren imprägniert werden; d.h. ein Verfahren zum Beschichten einer Faser mit einem Insektenabwehrmittel, ein Verfahren zum Tauchen von Faser in eine Insektenabwehr. Selbst ein geätztes Metallgitter kann entsprechend mit einem Insektizid imprägniert werden. Aufgrund des Insekten abwehrenden Effekts eines Insektengitters, das mit einem Insektenabwehrmittel imprägniert ist, können die Löcher des Insektengitters größer ausgelegt werden als Löcher eines herkömmlich verwendeten Insektengitters, da das Eindringen von Insekten weiterhin verhindert werden kann.
In der Gebrauchsmusterschrift DE20000098U1 ist beschrieben, dass aufgrund des natürlichen Verhaltens und des Schutzbedürfnisses der Insekten diese ihre Eier/Larven an der Innenseite des Feinsiebes ablegen. Dieses Verhalten soll die Nachkommen vor natürlichen Feinden schützen. Kommt es nun zum Schlüpfen der Brut, so gelangen auf diesem Weg junge Insekten in das Innere der Meldekammer. In der Folge kommt es bei der Bewegung der Insekten als Fremdkörper zur Detektion und somit zu häufigen Fehlauslösungen, was zu hohen Kosten beim Betreiben der Anlage durch Aufschaltung bei Feuerwehr oder Wachschutz in der Regel führt. Deshalb wird vorgeschlagen, durch das Einbringen eines zweiten Feinsiebes, vorzugsweise in einer Abdeckkappe, diese Störung zu beseitigen. Die Nachkommen der Insekten befinden sich unter diesen Bedingungen nach Ausschlüpfen in einem neutralen Raum, in dem sie praktisch gefangen sind und in Folge dessen nicht in der Lage sind weiter in den Detektionsbereich der Meldekammer vorzudringen und dort eine fehlerhafte Detektion auszulösen. In einer Ausgestaltung ist das äußere Feinsieb als ein zweites Insektengitter direkt in der Abdeckkappe ausgestaltet, so dass diese beliebig nachgerüstet oder ausgetauscht werden können.
In der internationalen Patentanmeldung WO 2000/043965 A1 betrifft ein elektrisch leitfähiges Insektengitter für Streulicht-Rauchdetektoren und lonisationsrauchmeldern. Durch dieses elektrisch leitfähige Insektengitter werden Staub- und Schmutzaerosole daran gehindert, sich innerhalb der Sensorkammern des lonisations- und Photoelektrischen Rauchmeldern anzusammeln. Das Gitter bzw. der Schirm baut ein elektrostatisches/leitfähiges Feld auf, das Staubablagerungen im Sensorgehäuse verhindert. Das Verhältnis von Maschengröße des Gitters wird so gewählt, dass das Eindringen von Rauch-Partikel ermöglicht wird und das Eindringen von größeren Staubpartikeln blockiert wird. Des Weiteren besitzt dieses elektrisch leitfähige Insektengitter die Fähigkeiten die elektrostatische Abschirmung zu fördern und reflektiert daher schädliche elektrostatische und elektromagnetische Niederfrequenzstrahlungsenergie.
Diese bekannten Insektengitter weisen jedoch weiterhin Probleme auf, dass Fehlalarme durch Insekten, welche trotz der allgemein bekannten Insektengitter in Detektionsbereich gelangt sind, ausgelöst werden und dass aufgrund der Kombination aus metallischem bzw. elektrisch leitfähigem Insektengitter und Melder eine normative geforderte, elektromagnetische Verträglichkeitsprüfung bestanden werden muss.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Gefahrenmelder mit einer Schutzstruktur zu versehen, die einerseits verhindert, dass Insekten in den Detektionsbereich des Gefahrenmelders gelangen und die andererseits die Funktionalität des Gefahrenmelders nicht beeinflusst, sowie die Zuverlässigkeit des Gefahrenmelders bzw. die Sicherheit für einen Echtalarm weiter zu verbessern.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen erfindungsgemäßen Gefahrenmelder mit zumindest einem Insektengitter, welches um den Detektionsbereich herum vor den Eindringöffnungen angeordnet ist, wobei das Insektengitter in einzelne getrennte Segmente aufgeteilt ausgestaltet ist und diese Segmente des Insektengitters über eine Haltestruktur vor der Eindringöffnung positioniert ausgestaltet sind.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders ist das Insektengitter zumindest aus einem ersten Insektengitter und aus einem, zweiten Insektengitter, welche mit einem vordefinierten Abstand voneinander distanziert angeordnet sind, ausgestaltet.
In einer zweckdienlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders ist vorgesehen, dass das Insektengitter als ein elektrisch leitfähiges und/oder metallisches Gitter ausgestaltet ist.
In einer ergänzenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders ist die Haltestruktur aus einem nichtleitfähigen, elektrisch isolierendem Material ausgestaltet.
Gemäße einer zweckdienlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders sind die Abmessungen der einzelnen Segmente es Insektengitters in den Ausmaßen der einzelnen Eindringöffnungen ausgestaltet.
In einer andersartigen, zweckdienlichen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders sind die Abmessungen der einzelnen Segmente des Insektengitters entsprechend den maximalen Abmessungen aufgrund der maximal zulässigen Feldstärken bei einer elektrostatischen Aufladung bzw. Entladung der einzelnen Segmente des Insektengitters ausgestaltet.
In einer ergänzenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders sind die einzelnen Segmente des Insektengitters in der Haltestruktur mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Spritzguss-, Heißstemm-, Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, Spritzguss befestigbar ausgestaltet.
In einer äußerst vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders weist die Haltestruktur eine bandförmige Struktur auf, die die einzelnen Segmente des Insektengitters voneinander elektrisch getrennt, in diese bandförmige Struktur aufnimmt.
Gemäß einer weiterführenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders ist die bandförmige Struktur des Insektengitters zu einer ringförmigen Struktur ausgestaltbar und mittels zumindest einem Befestigungselement an den Stoßfügeenden der bandförmigen Struktur in dieser ringförmigen Struktur fixiert.
Des Weiteren ist in einer weiterführenden Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders das Befestigungselement mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, ausgestaltet.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen hier kurz anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert werden. Gleiche Elemente sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.

1 zeigt mehrere erfindungsgemäße Gefahrenmelder in einer Umgebungssituation,
2 zeigt ein eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gefahrenmelders mit einer Schnitteben A,
3 zeigt die Schnittansicht A des erfindungsgemäßen Gefahrenmelders aus 2 gemäß der Schnitteben A,
4 zeigt ein Ausführungsbeispiel des zweiten Insektengitters als Aufsteckringstruktur mit einem Ausschnitt B,
5 zeigt den vergrößerte Darstellung des Ausschnitt B der 4,
6 zeigt ein Ausführungsbeispiel der bandförmigen Struktur des zweiten Insektengitters,
7 ein erstes Ausführungsbeispiel Befestigungselement an den Stoßfügeenden der bandförmigen Struktur des zweiten Insektengitters, und
8 ein zweites Ausführungsbeispiel Befestigungselement an den Stoßfügeenden der bandförmigen Struktur des zweiten Insektengitters.

In 1 sind einige Anwendungsbeispiele von Gefahrenmeldern 1 zur Detektion von Aerosol- bzw. Rauch 22 in Räumen gezeigt. Mittels diesen Gefahrenmeldern 1 werden Gefahren für Sachwerte und Leben durch Feuer und Rauchgase selbständig erkannt und mittels einer drahtgebundenen oder drahtlosen Fernmeldetechnik an eine Zentraleinheit gemeldet. Unteranderem ist in dem Anwendungsbeispiel der 1 ferner ein Rauchschalter 1 einer Feststellanlage zur automatischen Schließung eines Raumabschlusses bzw. Türen im Falle eines Brandes 23 gezeigt. Dieser Rauchschalter 1 einer Feststellanlage eines Gefahrenmeldesystems sind in den Räumen an den Decken und in der Nähe des Raumabschlusses, z.B. Türe, Tor, Fenster usw., angebracht. Diese Rauchschalter 1 schalten bei einer Detektion von Gasen Aerosolen, Rauch 22 und/oder von einer Temperaturänderung bzw. Flammen aufgrund eines Feuers bzw. Brandes 23 einen Schaltkontakt, der über eine Auslösevorrichtung und/oder direkt den Schließmechanismus bzw. Türhaftmagneten des Raumabschlusses auslöst und somit die beiden Räume durch eine bauliche Brandabschottung trennt. Der Rauchschalter 1 am Sturz des Raumabschlusses kann auch mit einer Auslösevorrichtung des Schließmechanismus, Kommunikationsmodul integriert ausgestaltet sein, der beispielsweise direkt auf einer Seite des Sturzes des Raumabschlusses angebracht ist.
Die an der Decke des Raumes angebrachten Gefahrenmelder 1, insbesondere Rauchmelder und/oder Rauchwarnmelder 1, überwachen den Raum auf einen bei einem Brand 23 entstehenden Aerosole bzw. Rauch 22. Beim Überschreiten dieser aktuellen Messwerte der Gase, Aerosole bzw. des Rauchs 22 mittels der zyklischen Überwachungsverfahren über einen vorgegebenen Grenzwert wird ein akustisches und/oder optisches Alarmsignal direkt im Raum als Warnung ausgegeben und/oder einen Alarm über einen drahtgebundenen oder drahtlosen Bus an eine Brandmelder-Zentrale 27 gemeldet, welche dann ggfs. die vorgegebenen notwendigen Maßnahmen einleitet. Alle diese Gefahrenmelder 1 weisen zumindest ein erfindungsgemäßes Insektengitter 6, 13 auf, das verhindert, dass Insekten 18, wie Fliegen, Spinnen, Käfer usw., in den Detektionsbereich 2 des Gefahrenmelders 1 eindringen, aber das Einströmen der Gase, Aerosole bzw. des Rauchs 22 in diesen Detektionsbereich 2 des Gefahrenmelders 1 nur unwesentlich behindern.
Desweitern können solche erfindungsgemäße Gefahrenmelder 1 mit dem erfindungsgemäßen Insektengitter 6, 13 auch bei anderen Detektions- und Messgeräten, wie z.B. Wärmemeldern, Gasdetektoren oder Temperatursensoren, ausgestaltet sein, bei denen das Eindringen von Insekten 18 das Messergebnis verfälschen bzw. beeinflussen würden und somit ggfs. einen falschen Messwert oder eine fehlerhafte Warnung bzw. falschen Alarm auslösen würden.
In 2 ist ein Ausführungsbeispiel eines Gefahrenmelder 1 mit einem erfindungsgemäßen Insektengitter 6, 11, 13 gezeigt. Dieser Gefahrenmelder 1 weist ein Gehäuse 4 auf, das mehrere, radial angeordnete Eindringöffnung 5 aufweist, damit die Aerosole 22, wie Rauchpartikel und Gasmoleküle, usw. über eine Luftströmung 28 in den Detektionsbereich 2 einströmen können. Wird der Gefahrenmelder 1 in einer Anwendung mit einem erhöhten Insekten 18 - Aufkommen in der Umgebung eingesetzt, wird erfindungsgemäß ein zweites segmentiertes, metallisches Insektengitter 13 eingesetzt, welches über die Eindringöffnungen 5, durch welche der Rauch bzw. die Aerosole 22 in Detektionsbereich 2 gelangt, ausgestaltet. Der erhöhte Insektenschutz wird über ein zusätzliches Metallgitter 11 als zweites Insektengitter 6, 11, 13, das beispielsweise als Zubehör vertrieben wird, erreicht.
Der Gefahrenmelder 1 mit dem erfindungsgemäßen Insektengitter 6, 11, 13 kann auch bei Gefahrenmeldern 1 wie z.B. lonisationsbrandmeldern, Wärmemeldern und/oder Flammenmeldern eingesetzt werden.
In 3 ist eine Schnittansicht anhand der Schnittebene A aus der 2 gezeigt, die das Innerer des Gefahrenmelders 1, als Rauchdetektor, Rauchmelder, Rauchschalter, darstellt. Bei optischen Rauchdetektoren, Rauchmeldern und/oder Rauchschaltern 1 wird ein Lichtmessstrahl von zumindest einem Sendeelement 19 der Rauchdetektionssensorik 3 in den Detektionsbereich 2 ausgestrahlt, der durch ein Labyrinth 24 von Umgebungslicht abgeschirmt wird und zumindest ein an Aerosolen bzw. Rauch 22 gestreutes Streulicht von zumindest einem Empfangselement 20 der Rauchdetektionssensorik 3 empfangen. In dem Gehäuse 4 vorgesehene Eindringöffnungen 5 ermöglichen das Eindringen von Rauch 22 in diesen Detektionsbereich 2, jedoch müssen Insekten 18 mittels Insektengitter 6, 11, 12, 13 aus dem Detektionsbereich 2 ferngehalten werden, weil ansonsten diese eingedrungenen Insekten 18 im Detektionsbereich 2 einen Fehlalarm aufgrund eines störendes Streulicht erzeugen, welches von Photodetektor 20 der Rauchdetektionssensorik 3 fälschlicherweise empfangen werden. Der Gefahrenmelder 1 weist einen Temperatursensor 25 auf, der ebenfalls von dem Insektengitter 6, 11, 12, 13 umschlossen und vor den Insekten 18 geschützt ist. Für einen erhöhten Insektenschutz des Gefahrenmelders 1 ist es notwendig ein zweites außenliegendes feinmaschiges, metallisches Insektengitter 6, 11, 13 einzusetzen. Das zweite, außenliegende Insektengitter 6, 11, 13 ist in einem vorgegebenen Abstand 26 zum ersten, innenliegenden Insektengitter 6, 11, 12 angeordnet, so dass sich die Eier und Larven, welche aufgrund des natürlichen Verhaltens und des Schutzbedürfnisses der Insekten an der Innenseite des zweiten, außenliegende Insektengitters 6, 11, 13 ablegt werden, nur innerhalb dieses Freiraums bzw. Zwischenraums mit einem vordefinierten Abstand 26 zwischen den beiden Insektengitter 6, 11, 12, 13 ausschlüpfen können. Eine weitere Insekten-Generation, die sich gefangen in diesem Freiraum bzw. Zwischenraum zwischen dem ersten Insektengitter 12 und dem zweiten Insektengitter 13 weitervermehren können, ist nicht möglich bzw. sehr unwahrscheinlich. Das erste Insektengitter 6, 12 und/oder das zweite Insektengitter 6, 13 können beispielsweise als metallisches Gitter 11 und als einzelne Segmente 7 in einer Haltestruktur 8 ausgeführt werden.
Die Abschirmung durch das metallische, zweite Insektengitter 6, 11, 13 fördert unteranderem die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) und reflektiert daher schädliche elektrostatische und elektromagnetische Energie als Niederfrequenzstrahlung. Dadurch werden die elektronischen Bauteile 21, insbesondere des Photodetektors 20 und Mikroprozessor, im Gehäuse 4 des photoelektrischen Rauchmelders 1 geschützt und das metallische, zweite Insektengitter 6, 11, 13 baut außerdem ein elektrostatisches/leitfähiges Feld auf, das Staubablagerungen im Inneren des Gehäuse 4 des Gefahrenmelders 1 verhindert, indem der Staub vom metallische, zweite Insektengitter 6, 11, 13 elektrostatisch abgestoßen wird.
Der erfindungsgemäße, erhöhte Insektenschutz wird durch ein zusätzliches, von außen anbringbares, metallisches Insektengitter 6, 11, 13 erzeugt, welches einen Schutz gegen das Eindringen von Insekten 18 in den Detektionsbereich 2 verhindert. Aufgrund der Gesamtstruktur aus zweitem, metallischen Insektengitter 6, 11, 13 und dem ursprünglichen Gefahrenmelder 1 ist normativ gefordert, dass eine zusätzliche elektromagnetische Verträglichkeitsprüfung (EMV) durchgeführt werden muss. Die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) definiert die Fähigkeit, dass elektrische oder elektronische Geräte, wie z.B. ein Gefahrenmelder 1, in einer bestimmten elektromagnetischen Umgebung einwandfrei funktionieren, indem ein angemessenes Maß an Störfestigkeit gegen elektromagnetische Strahlungen erreicht und somit die Emission von elektromagnetischen Strahlung begrenzt wird. Diese Störquellen für eine elektromagnetische Störung sind Geräte, die unbeabsichtigt elektromagnetische Wellen, wie z.B. Motoren, Haushaltgeräte, usw., sowie absichtlich elektromagnetische Sendestrahlung, wie Mobiltelefone, Radio, usw., aussenden.
Zur Verbesserung der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) werden sogenannte abschirmende Materialien verwendet. Diese Materialien wirken als ein Faraday'scher Käfig, indem sie einen Stromdurchgang verhindern und die Energie, die bei einer elektrostatischen Entladung (engl. ESD) freigegeben wird, dämpfen. Die meisten abschirmenden Materialien enthalten ein leitfähiges Metall- oder Karbonmaterial mit einem Widerstandswert kleiner als 10^3 Ohm, welches das Spannungsfeld verkleinert oder reflektiert.
Bei den in den Gefahrenmeldern 1 eingesetzten elektronischen Schaltungen 21, sind insbesondere die, welche in einer CMOS-Technologie hergestellt sind, sehr empfindlich gegen elektrostatische Entladung (ESD). Dabei kommt es in der elektronischen Schaltungen 21 bzw. im Bauelement durch von außen einwirkende Potentialdifferenzen zu Ladungsverschiebungen, die letztendlich zu einer Überspannung an einem oder mehreren der sogenannten Gate-Kondensatoren der CMOS-Bauteile 21 führt, so dass es hier zu einer direkten Entladung zwischen den einzelnen Kondensatorflächen des genannten Gate-Kondensators der CMOS-Kondensatoren kommt, was in der Regel zur Zerstörung dieser elektronischen Bauelemente 21, wie Photodetektor 20, Mikroprozessor, usw. , führt. Das zweite, außenliegende Insektengitter 6, 11, 13 ist aus einem metallischen Material als eine elektrisch leitende Schutzstruktur ausgestaltet und wirkt mittels einem geeigneten Anschluss der leitfähigen Schutzstruktur wie ein Faraday'scher Käfig gegen die elektrostatische Entladung (ESD).
Die elektrostatische Entladung (engl.: ESD) ist ein durch eine große Potenzialdifferenz in einem elektrisch isolierenden Material entstehender Funke oder Durchschlag, der einen sehr kurzen hohen elektrischen Stromimpuls verursacht. Eine elektrostatische Entladung (ESD) erzeugt eine sehr kleine Ladungsmenge und weist somit eine sehr geringe gespeicherte elektrische Energie auf, die während einer Entladung tatsächlich auf die elektrischen Bauteile 21 einwirkt. Da die Entladedauer in einem sehr geringen Zeitbereich von Pico-Sekunden bis Nano-Sekunden liegen kann und der Schadensbereich oder Einschlagsbereich der Entladung häufig im Bereich um die 5 µm bis 10 µm liegt, tritt trotz der verhältnismäßig geringen elektrischen Energie eine sehr hohe elektrische Leistung und eine sehr hohe Leistungsdichte pro Fläche in elektrischen Bauelement 21, wie Mikrocontroller und CMOS-Bauteilen, auf.
Zur Prüfung der Empfindlichkeit auf elektrostatische Entladung (ESD) werden Gefahrenmelder 1, elektrische bzw. elektronische Geräte und/oder Systeme mit einer normierten Entladung (ESD) beaufschlagt und auf Fehlfunktion oder Ausfall geprüft. Die Empfindlichkeit auf elektrostatische Entladung (ESD) wird im Rahmen der Prüfung auf elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) untersucht. Die Festigkeit auf elektrostatische Entladung (ESD) ist ein wichtiges Thema in der Gefahrenmeldetechnik und in weiteren Messtechnikbereichen, in welchen elektrische Bauteile 21 eingesetzt werden. Bei der elektrostatischen Entladung (ESD) wird in das zweite, metallische Insektengitter 6, 11, 13 eine elektrostatische Kontaktentladung von +/-6 Kilovolt und eine elektrostatische Luftentladung von +/- 8 Kilovolt eingekoppelt. Bei einer solchen elektrostatischen Entladung (ESD) entstehen auf dem zweite, metallische Insektengitter 6, 11, 13 entsprechend große elektrische Feldstärken, so dass die elektronischen Bauteile 21 des Gefahrenmelder 1 gestört werden und dass diese Bauteile 21 einen Reset-Zustand bzw. Rücksetzzustand versetzt werden. Aufgrund dieses Reset-Zustands verliert der Gefahrenmelder 1 seine eingestellte Adressierung, so dass der Gefahrenmelder 1 durch die Brandmelder-Zentrale 27 über den verbundenen Feldbus neu gestartet und erneut eingebunden werden muss. Eine weitere Ursache für Schäden aufgrund einer elektrostatischen Entladung (ESD) ist die elektrostatische Induktion. Die elektrostatische Induktion tritt auf, wenn ein elektrisch geladenes Objekt neben einem vom Boden bzw. dem Erdpotential getrennten leitfähigen Material platziert wird. Das Vorhandensein des geladenen Objekts erzeugt ein elektrostatisches Feld, das eine Umverteilung elektrischer Ladungen auf der Oberfläche des anderen Objekts verursacht. Obwohl sich die gesamte elektrostatische Ladung des Objekts nicht ändert, weist es jetzt Bereiche mit extremer positiver und negativer Ladung auf.
Um die Kapazitätsfläche des zweiten, metallisches Insektengitter 6, 11, 13 zu verringern wird das Insektenschutzgitter 6, 11, 13 in Segmente 7 unterteilt und durch eine Haltestruktur 8 aus Kunststoff gehalten. Bei der elektrostatischen Entladung (ESD) werden nun nur ein Teil der Segmente 7 des zweiten, metallischen Insektengitters 6, 11, 13 mit einer elektrostatischen Kontaktentladung von +/-6 Kilovolt und/oder mit einer elektrostatischen Luftentladung von +/- 8 Kilovolt beaufschlagt, wodurch sich die auftretenden Ausgleichsströme auf diesen Segmenten 7 verringern. Dies hat den Effekt, dass bei den durchgeführten Messungen an einem Gefahrenmelder bei einem zusätzlich angebrachten, segmentierten, metallischen Insektengitter 6, 11,13 der oben beschriebene Reset-Zustand des Gefahrenmelders 1 nicht ausgelöst wird und die normative Prüfung besteht.
Bei der elektrostatischen Entladung (ESD) werden als abschirmende Materialien stets leitfähige Stoffe mit einem kleineren Widerstand von geringer als 10^5 Ohm verwendet, da diese Stoffe, wie auch Metalle, für ein schnelles Abfließen der elektrischen Ladung auf diesen Flächen sorgen. Sobald ein entsprechender leitfähiger Stoff geerdet wird, fließt die gesamte Ladung beispielsweise gegen das Erdpotential ab.
Eine reine Umsetzung des äußeren, zweiten Insektengitters 6, 11,13 aus elektrisch leitfähigen Kunststoffen ist bezüglich der geringen Temperaturfestigkeit bei einer zyklischen Wartung, wie z.B. durch ein Testifire - Prüfgerät das eine thermisches Testsignal in den Gefahrenmelder 1 einbringt, nicht möglich, da die Gitterstrukturen der Insektengitter 6, 11, 13 aus diesen Kunststoffen sich aufgrund der hohen Testtemperaturen thermisch verformen würden. Durch die Verformung würden die Maschengrößen sich verändern bzw. vergrößern und den Insekten 18 die Möglichkeit geben, dass diese Insekten 18 durch diese vergrößerten Maschen in den Zwischenraum zwischen dem beiden Insektengitter 6, 12, 13 ungehindert eindringen können.
In 4 ist das erfindungsgemäße Insektengitter 6, 11, 13, als ringförmige Struktur 15 mit den einzelnen Segmenten 7 des metallischen Insektengitters 6, 11, 13, welche in eine Haltestruktur 18 aus einem nichtleitfähigen bzw. dissipativen Material, insbesondere Kunststoffe, eingebettet sind, dargestellt. Die einzelnen Segmente 7 des metallischen Insektengitters 6, 11, 13 sind derartig ausgestaltet, dass die Größe der Segmente 7 den maximalen Abmessungen der einzelnen Eindringöffnungen 5 entspricht, welche durch eine Haltestruktur 18 aus einem nichtleitfähigen bzw. dissipativen Material, insbesondere Kunststoffe, vor den Eindringöffnungen 5 positioniert und als ringförmige Struktur 15 zusammengehalten werden. Durch die Aufteilung der Segmente 7 des zweiten, metallischen Insektengitters 6, 11, 13 in den maximalen Abmessungen der Eindringöffnungen 5 des Gefahrenmelders 1 wird erreicht, dass die Luftströmung 28 der Rauchgase bzw. des Rauchs 22 in den Detektionsbereich 2 nicht weiter eingeschränkt bzw. eingeengt wird. In einer andersartigen Ausgestaltung sind die Aufteilung und die maximalen Abmessungen der einzelnen Segmente 7 des Insektengitters 6, 11, 13 entsprechend der maximal zulässigen Feldstärken bei einer elektrostatischen Aufladung bzw. Entladung (ESD) der einzelnen Segmente 7 des Insektengitters 6, 11, 13 ausgestaltet. Die maximale Abmessung der Segmente 7 des Insektengitters 6, 11, 13 ist derart ausgestaltet, dass die auftretenden Ausgleichsströme auf diesen Segmenten 7 einen Maximalwert nicht überschreiten. Diese maximalen Ausgleichsströme zwischen den Segmenten 7 des Insektengitters 6, 11, 13 werden auch durch das dissipative oder elektrisch isolierende Material und die strukturelle Ausgestaltung der Haltestruktur 8 vorgegeben, so dass die eingebrachten bzw. erzeugten elektrischen Ladungen auf den einzelnen Segmenten 7 sich über die Zeit ausgleichen können. Die Haltestruktur 8 zwischen den einzelnen Segmenten 7 des Insektengitters 6, 11, 13 sind verbreitert ausgeführt, so dass entsprechende Luftleitstrukturen ausgebildet sind und eine mechanische Stabilisierung der Haltestruktur 8 bewirken.
Der Oberflächenwiderstand von dissipativen Stoffen liegt zwischen 10^5 und 10^11 Ohm, so dass die evtl. durch elektrostatische Aufladungen entstandenen Potentialdifferenzen in relativ kurzer Zeit durch geringe Ausgleichströme ausgeglichen werden. Die isolierenden Stoffe weisen einen hohen Oberflächenwiderstand von größer als 10^11 Ohm auf, so dass eine elektrostatische Aufladung nur sehr schlecht abfließen kann.
Die einzelnen Segmente 7 des Insektengitters 6, 11, 13 werden in der Haltestruktur 8 mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Spritzguss-, Heißstemm-, Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, Spritzguss befestigt.
In 5 ist ein vergrößerter Ausschnitt B aus 4 des erfindungsgemäßen Insektengitters 6, 11, 13 dargestellt. Diese Haltestruktur 8 weist entsprechende Rastnasen 17 auf, mittels derer die Haltestruktur 8 auf dem Gefahrenmelder 1 befestigt und positioniert werden kann. Die Verbindungsstege und Randbereiche der Haltestruktur 8 zwischen den einzelnen Segmenten 7 des Insektengitters 6, 11, 13 sind mit einer stärkeren Materialstärke ausgeführt um dem Insektengitter 6, 11, 13 eine verbesserte, mechanische Stabilität der ringförmigen Struktur 15 zu geben. Diese ringförmige Struktur 15 des erfindungsgemäßen zweiten Insektengitters 6, 11, 13 wird beispielsweise als ein Zubehörelement vertrieben, das bei einem starken Befall mit Insekten 18 in der Montageumgebung des Gefahrenmelders 1 zusätzlich eingesetzt werden kann. Hierzu wird diese ringförmige Struktur 15 des erfindungsgemäßen zweiten Insektengitters 6, 11, 13 einfach über den Bereich mit den Eindringöffnungen 5 am Gefahrenmelder 1 geschoben und mittels der Rastnasen 17 an einer entsprechenden Kanten am Gefahrenmelder 1 lösbar befestigt.
Die 6 zeigt ein alternatives Ausführungsbeispiel der Befestigung des zweiten Insektengitters 6, 11,13 mittels einer bandförmigen Struktur 9, die über Befestigungselementen 14 an den Stoßfügeenden 16 der bandförmigen Struktur 9 in eine ringförmige Struktur 8 umgestaltet werden. Ähnliche, wie in der 6 gezeigt, bandförmige Strukturen 9 der Insektengitter 6,13 mit deren, verschiedenen Befestigungselementen 14 an den Stoßfügeenden 16 sind unteranderem aus den Patentschriften US6778091B2 , JPH07105461A und JP2935454B2 sowie den Gebrauchsmustern TWM489346Y und KR200374840Y1 bekannt. Jedoch sind diese einteilig aus einem Material ausgeführt und das Insektengitter 6, 13 ist nicht in Segmente 7 unterteilt, welche durch eine Haltestruktur gehalten werden. Das Insektengitter 6, 11, 13 ist als eine bandförmige Struktur 9 ausgestaltet, die die einzelnen Segmente 7 des Insektengitters 6, 11, 13 aufnimmt und mittels zumindest einem Befestigungselement 14 an den Stoßfügeenden 16 dieser bandförmigen Struktur 9 in ein ringförmigen Struktur 15 ausbildet. Hierdurch ist es möglich, dass das Insektengitter 6, 11,13 als bandförmige Struktur 9 ergänzend um die Eindringöffnungen 5 gelegt werden kann und mittels zumindest einem Befestigungselement 14 zu einer ringförmigen Struktur 15 an dem Gefahrenmelder 1 fixiert wird. Das Befestigungselement 14 ist mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, ausgestaltet.
In 7 & 8 sind zwei weitere Befestigungselemente 14 in einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere als Schnappverbindung, gezeigt. Eine Schnappverbindung ist eine einfache Montagemethode, durch die Kunststoffteile mit Metallen oder Kunststoffen durch Eingriff eines entsprechenden Vorsprungs an einem Halteteil in eine entsprechend geformte Hinterschneidung verbunden werden können.
In der 7 ist ein Schnappmechanismus als Befestigungselement 14 an den Stoßfügeenden 16 der bandförmigen Struktur 9 des Insektengitters 6, 11, 12, 13 ausgestaltet, indem zumindest ein Halteelement bzw. Wulstfügeteil zwischen die beiden Federelemente der Schnapphaken-Strukturen eingespreizt bzw. längseingepresst werden und eine wieder lösbare, passgenau, formschlüssige, mechanische Verbindung herstellt.
In 8 ist eine beispielhafte Hakenverbindung als Befestigungselement 14 an den Stoßfügeenden 16 der bandförmigen Struktur 9 ausgestaltet. Die beiden Elemente sind passgenau an den Stoßfügeenden 16 ausgestaltet, dass mittels Verschränken und/oder Einrenken der beiden Elemente an den Stoßfügeenden 16 eine Verkeilung als formschlüssige Verbindung erzeugt wird, die mittels einer Schappfederbefestigung gehalten wird.
Bezugszeichenliste

1: Gefahrenmelder, Rauchdetektor, Rauchmelder, Rauchschalter, Wärmemelder, Gasmelder
2: Detektionsbereich, Rauchdetektionsbereich, Aerosoldetektionsbereich
3: Detektionssensorik, Rauchdetektionssensorik, Aerosoldetektionssensorik
4: Gehäuse
5: Eindringöffnung, Eindringöffnung, Aerosoleindringöffnung
6: Insektengitter
7: Segmente
8: Haltestruktur
9: bandförmige Struktur
10: Außenfläche
11: metallischen Gitters
12: erstes Insektengitter
13: zweites Insektengitter
14: Befestigungselement
15: ringförmigen Struktur
16: Stoßfügeenden
17: Rastnasen
18: Insekten, Spinnen Fliegen, Käfer
19: Sendeelement, Leuchtdiode
20: Empfangselement, Photodiode, Photodetektor
21: Elektronik-Bauteile, elektrische Schaltung, elektronische Bauteile, Mikroprozessor
22: Rauch, Aerosole, Rauchgase, Gase
23: Feuer, Brand
24: Labyrinth
25: Temperatursensor
26: Abstand
27: Brandmelder-Zentral
28: Luftströmung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 3809738 C2 [0003]
DE 19942766 A1 [0004]
DE 10054111 A1 [0005]
DE 20000098 U1 [0006]
WO 2000/043965 A1 [0007]
US 6778091 B2 [0040]
JP 2935454 B2 [0040]
KR 200374840 Y1 [0040]

Claims

Gefahrenmelder (1) mit einem Detektionsbereich (2) zur Erfassung von in den Detektionsbereich (2) eintretenden Gasen und/oder Aerosolen mittels einer Detektionssensorik (3), wobei der Detektionsbereich (2) über zumindest ein Gehäuse (4) begrenzt ist und zumindest eine Eindringöffnung (5) aufweist, wobei zumindest ein Insektengitter (6, 11, 12, 13) um den Detektionsbereich (2) herum vor der Eindringöffnung (5) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Insektengitter (6, 11, 12, 13) in einzelne getrennte Segmente (7) aufgeteilt ausgestaltet ist und diese Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) über eine Haltestruktur (8) vor der Eindringöffnung (5) positioniert ausgestaltet sind.
Gefahrenmelder (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Insektengitter (6, 11, 12, 13) zumindest aus einem ersten Insektengitter (12) und aus einem, zweiten Insektengitter (13), welche mit einem vordefinierten Abstand (26) voneinander distanziert angeordnet sind, ausgestaltet ist.
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass Insektengitter (6, 11, 12, 13) im Bereich der Eindringöffnungen (5) über die Außenfläche (10) des Gehäuses (4) aufsteckbar ausgestaltet ist
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Insektengitter (6, 11, 12, 13) als ein elektrisch leitfähiges und/oder metallisches Gitter (11) ausgestaltet ist und dass die Haltestruktur (8) aus einem nichtleitfähigen, elektrisch isolierendem Material ausgestaltet ist.
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der einzelnen Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) in den Ausmaßen der einzelnen Eindringöffnungen (5) ausgestaltet sind.
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen der einzelnen Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) entsprechend den maximalen Abmessungen aufgrund der maximal zulässigen Feldstärken bei einer elektrostatischen Aufladung bzw. Entladung (ESD) der einzelnen Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) ausgestaltet sind.
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) in der Haltestruktur (8) mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Spritzguss-, Heißstemm-, Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, Spritzguss befestigbar ausgestaltet sind.
Gefahrenmelder (1) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestruktur (8) eine bandförmige Struktur (9) aufweist, die die einzelnen Segmente (7) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) voneinander elektrisch getrennt, in diese bandförmige Struktur (9) aufnimmt.
Gefahrenmelder (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die bandförmige Struktur (9) des Insektengitters (6, 11, 12, 13) zu einer ringförmigen Struktur (15) ausgestaltbar ist und mittels zumindest einem Befestigungselement (14) an den Stoßfügeenden (16) der bandförmigen Struktur (9) in dieser ringförmigen Struktur (15) fixiert ist.
Gefahrenmelder (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungselement (14) mittels einer formschlüssigen Verbindungstechnik, insbesondere Schnapp-, Schraub-, Pressverbindung, und/oder mittels einem stoffschlüssigen Fügeverfahren, insbesondere Schweiß-, Kleb-, Löt-, Ultraschallschweißverfahren, ausgestaltet ist.