DE2752690B2 - Ionisations-Brandmelder - Google Patents

Description

13. Verwendung eines Ionisations-Brandmelders nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Brandschutz eines mindestens eine senkrecht stehend angeordnete Schaltungsplatine aufweisenden elektrischen Geräts, insbesondere eine* elektronischen Datenverarbeitungsanlage, durch Anbringen des Ionisations-Brandmelders auf der Schaltungsplatine.

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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ionh ations-Brandmelder der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art

Ein derartiger Brandmelder ist bekannt (US 39 03 419). Hierbei sind die Referenzkammer und nie Meßkammer in getrennten, jeweils topfförmigen Isolatoren untergebracht, wobei der die Referenzkammer umgebende Isolator auf seiner offenen Seite von einer Elektrode verschlossen ist, während die offene Seite des die Meßkammer umgebenden Isolators innerhalb der in der Stirnseite des Gehäuses vorgesehenen, kreisförmigen Durchtrittsöffnungen liegt, die von einer nach außen ragenden, luftdurchlässigen, topfförmigen Elektrode und einer diese Elektrode umgebenden, mit einer Vielzahl von Luftdurchtrittsöffnungen versehenen Schutzkappe überwölbt wird. Beide Isolatoren sind an einer sich durch das Gehäuse hindurch erstreckenden Schaltungsplatine befestigt, auf der in den von den Isolatoren freigelassenen Oberflächenbereichen Schaltungselemente der Alarmgeberschaltung untergebracht sind, und zwar auch radial zwischen der Meßkammer und der Referenzkammer und, von der mittigen Meßkammer aus gesehen, radial außerhalb der Referenzkammer. Der bekannte Brandmelder weist dabei einen großen Außendurchmesser auf.

Es ist auch ein Brandmelder ähnlich der eingangs genannten Art bekannt (DE-OS 21 62 788), wobei Meßkammer und Referenzkammer jeweils von einer kastenförmigen Elektrode gebildet sind, während innerhalb dieser in gegenseitigem Abstand gehaltenen und gegeneinander isolierten Elektroden die miteinander elektrisch verbundenen Elektroden beider Kammern gehalten sind. Ein Isolator ist hierbei in Gestalt eines Installationssockels zur Einführung von Verbin- bo dungskabeln vorhanden, der axial hinter dem Gehäuse angeordnet ist. Die Außenwand des Gehäuses ist ringsum mit Lufteintrittsöffnungen versehen, und damit die Umgebungsluft in die Meßkammer eintreten kann, weist auch deren kastenförmige Elektrode in einem ^ axialen Bereich allseitig Lufteintrittsöffnungen auf. Damit der Lufteimriu in die Meßkammer nicht durch die Referc'nzkamfner behindert wird, muß sich die Meßkammer mit ihrem die Lufteintriusöffnungen aufweisenden Abschnitt axial über die Referenzkammer hinaus erstrecken, wodurch sich zusammen mit der axial hintereinander liegenden Anordnung von Gehäuse und Isolator eine große axiale Gesamthöhe ergibt Weiter umgibt das Gehäuse die Meßkammer und die Referenzkammer mit allseitigem Abstand, was sowohl zu der relativ großen axialen Bauhöhe beiträgt als auch zu relativ großen Querschnittsabmessungen des Gehäuses führt

Es ist auch ein Ionisations-Brandmelder bekannt (DE-OS 24 62 261), bei dem das Gehäuse die Form einer flachen, aus einer Wanne und einem diese abdeckenden Deckel bestehenden Dose hat Diagonal durch diese hindurch erstreckt sich eine gegenüber dem Durchmesser der Dose schmalere Schaltungsplatine, auf deren Mitte die beiden Elektroden einer Meßkammer getragen sind und die auch zusätzlich eine Referenzkammer tragen kann. Die Schaltungsplatine hat von der rückwärtigen Wandung der Dosenwanne einen gewissen Abstand, damit auf der Rückseite der Schaltungsplatine liegende Schaltungsverbindungen und Lötpunkte die rückwärtige Wandung nicht berühren, da andernfalls sich dort ansammelnde Verschmutzungen zu einer Fehlfunktion führen könnten. Die äußere Elektrode der Meßkammer ist becherförmig mit einer in der Ebene der Stirnwand des Deckels liegenden stirnseitigen Wandung und einer sich von dieser nach rückwärts erstreckenden, an ihrem rückwärtigen Ende auf der Schaltungsplatine befestigten, rohrförmigen Wandung ausgebildet wobei die rohrförmige Wandung dieser Elektrode geringere Querschnittsabmessungen als die Innenabmessungen des Gehäuses aufweist, koaxial zu dem Gehäuse innerhalb von diesem angeordnet ist und mit ihrem axial äußeren Ende am Innenumfang einer Öffnung des Gehäusedeckels anliegt. Die axiale Höhe der rohrförmigen Wandung der äußeren Elektrode der Meßkammer ist wegen des notwendigen Abstands der Schaltungsplatine von der rückwärtigen Wandung der Dosenwanne geringer als die axiale Höhe der Dose, so daß diese axiale Höhe größer als die erforderliche axiale Höhe der Meßkammer ist Weiter weist die äußere Elektrode der Meßkammer sowohl in ihrer stirnseitigen Wandung als auch in ihrer rohrförmigen Umfangswandung Eintrittsöffnungen für die Umgebungsluft auf, und das Gehäuse weist außer der inittigen, die stirnseitige Wandung der äußeren Elektrode der Meßkammer freilassenden Öffnung im Deckel auch am Umfang der annähernd rohrförmigen Außenwand der Dosenwanne vorgesehene Durchtrittsöffnungen auf, so daß die Umgebungsluft die Meßkammer und das Innere der Dose durchströmen kann. Damit hierbei nicht unerwünschterweise eine unterschiedliche Empfindlichkeit des Brandmelders je nach Anströmrichtung der Umgebungsluft auftritt, müssen die auf der der Wanne abgewandten Außenseite der Schaltungsplatine angeordneten Schaltungselemente der Alarmgeberschaliung sowie beiderseits der Gchaltungsplatine untergebrachte weitere elektrische Schaltungsteile, nämlich eine Batterie und eine Hupe, von der rohrförmigen Wand der äußeren Elektrode der Meßkammer allseitig radial beabstandet sein. Insgesamt ergibt sich dabei ein groüer Durchmesser des Melders.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen lonisations-Brandmeider der eingangs genannten Art mit möglichst geringen Außenabmessungen zu schaffen.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein lonisations-Brandmeider der eingangs

genannten Art gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 ausgebildet ist.

Bei dem lonisations-Brandmelder gemäß der Erfindung liegt die Meßkammer zentral in dem das Gehäuse in axialer Richtung im wesentlichen ausfüllenden Isolator. Ein Umfangsabschnitt des Ringraumes, der die die Meßkammer enthaltende, rohrförmige Wandung des Isolators umgibt, ist zur Unterbringung der auf einem Bogenabschnitt um die Meßkammer herum verlaufenden Referenzkammer verwendet, durch die gegenüber dem Fall der Unterbringung von Schaltungselementen der Alarmgeberschaltung auf diesem Umfangsabschnitt keine radiale Vergrößerung des Brandmelders erforderlich ist Die in der Draufsicht nebeneinander liegenden beiden Kammern können zumindest annähernd gleiche axiale Höhen haben, so daß die axiale Gesamthöhe des Melders nicht oder nicht wesentlich größer als die erforderliche axiale Höhe einer der Kammern zu sein braucht. In dem von der Referenzkammer freigelassenen Umfangsbereich um die rohrförmige Wandung herum ist kein weiterer, an der Innenseite der Außenwand des Gehäuses anliegender rohrförmiger Wandabschnitt des Isolators vorgesehen, so daß trotz der Einschränkung des für die Unterbringung der Schaltungselemente der Alarmgeberschaltung verfügbaren Umfangsbereichs durch die Referenzkammer ein genügend großer, sich von der Außenseite der rohrförmigen Wandung des Isolators bis hin zur Innenseite der Außenwand des Gehäuses erstreckender, in der Draufsicht ringabschnittsförmiger Raum zur Unterbringung der genannten Schaltungselemente zur Verfügung steht Die Schaltungselemente sind dabei gegen den Einfluß äußerer Störeinflüsse durch das Gehäuse abgeschirmt während eine Isolation zwischen den Schaltungselementen der Alarmgeberschaltung und dem Inneren der Referenzkammer durch die sich von der rohrförmigen Wandung des Isolators bis zur Innenseite der Außenwand des Gehäuses zumindest annähernd radial nach außen erstreckende Wandungen erfolgt Insgesamt ist so ein lonisations-Brandmelder geschaffen, der gegenüber bekannten Ionisations-Brandmeldern geringer axialer Höhe wesentlich verringerte radiale Außenabmessungen aufweist und gegenüber den kleinsten bisher bekannten Ionisations-Brandmeldern mit geringen radialen Außenabmessungen in diesen Abmessungen nicht vergrößert ist jedoch eine merklich verringerte axiale Höhe aufweist

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert, in denen Ausführungsbeispiele dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Ionisations-Brandmelders gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die äußere und in F i g. 1 untere Seite des Brandmelders gemäß Fig. 1;

Fig.3 eine Draufsicht auf die äußere Seite des Brandmelders gemäß F i g. 1 bei abgenommenem Gehäuse;

Fig.4 eine Draufsicht ähnlich Fig.3, jedoch bei zusätzlich abgenommener Schaltungsplatine und davon getragenen Schaltungselementen;

F i g. 5 einen Querschnitt durch den Brandmelder gemäß F i g. 1 entlang der Linie V-V in F i g. 2;

F i g. 6 und 7 ein gegenüber F i g. 1 bis 5 abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines lonisations-Brandmelders in Darstellungen entsprechend F i g. 3 bzw. F i g. 5;

F i g. 8 und 9 ein weiteres gegenüber den vorangehen den Figuren abgewandeltes Ausführungsbeispiel eine. Ionisations-Brandmelders in Darstellungen ähnlich F i g. 3 bzw. 5.

Der in F i g. 1 bis 5 dargestellte lonisations-Brandmel der weist ein Gehäuse 10 und einen praktisch vollständig innerhalb von diesem liegenden Isolator 12 auf. Das Gehäuse 10 hai eine zur Rückseite hin offene flache Becherform und umfaßt eine im Querschnit

in kreisringförmige, rohrförmige Außenwand 14 und eine mit dieser einstückig verbundene, am axial äußeren Ende liegende Stirnwand 16. Beim Ausführungsbeispiei besteht das Gehäuse 10 aus Metall und ist zu Abschirmzwecken auf ein festes Potential gelegt

,5 Abweichend hiervon ist es ebenfalls möglich, ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse zu verwenden, das au seiner Innenseite metallisiert ist oder ein metallische. Gehäuse mit einem elektrisch isolierenden äußerer Überzug zu verwenden, wenn die Gefahr eine Anlegens von Spannungen von außen her besteht unc vermieden werden soll.

Der Isolator 12 weist wie aus Fig.4 und i hervorgeht, eine zur Stirnwand 16 des Gehäuses K parallele rückseitige Wandung 18 auf, die annähernd ir der Ebene des rückseitigen Endes der Außenwand 1 des Gehäuses 10 liegt. Weiter weist der Isolator 12 eine rohrförmige Wandung 20 auf, die koaxial zur Außen wand 14 des Gehäuses 10 innerhalb von letzteren angeordnet ist, mit ihrem axial äußeren Ende an de Innenseite der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 anlieg und geringere Querschnittsabmessungen als die Innen abmessungen der Außenwand 14 des Gehäuses K aufweist; der Innendurchmesser der rohrförmiger Wandung 20 beträgt zweckmäßig 40% bis 55% unc vorzugsweise wie beim Ausführungsbeispiel 45% de Außendurchmessers bzw. bei vom kreisförmiger Grundriß abweichendem Grundriß der geringster Querschnittsabmessung der Außenwand 14 des Gehäu ses 10. Wie aus Fig. 1 bis 4 erkennbar, hat de Brandmelder einen kreisförmigen Grundriß, jedoch sine ebenfalls andere Grundrißformen, beispielsweise ein« an ein Quadrat angenäherte, abgerundete Grundriß form denkbar.

Der rohrförmige Wandabschnitt 20 ist an seinen rückwärtigen Ende einstückig mit der rückwärtiger Wandung 18 verbunden und hat somit eine zumindes annähernd dem Gehäuse 10 gleiche axiale Höhe. Vor der rohrförmigen Wandung 20 erstrecken sich, wie au; Fig.3 und 4 erkennbar, zwei achsparallel stehende Wandungen 22, 24 radial bis zur Innenseite de Außenwand 14 des Gehäuses 10 nach außen. Diese Wandungen 22,24 liegen mit ihren axial äußeren Endet an der Innenseite der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 an haben eine annähernd dem Gehäuse 10 gleiche Höhe und sind an ihren rückwärtigen Enden einstückig mit dei rückwärtigen Wandung 18 verbunden. An die radia äußeren Enden der beiden Wandungen 22, 24 schließ einstückig eine diese Enden verbindende, an de Innenseite der Außenwand 14 des Gehäuses K anliegende, bogenförmige Wandung 26 von annähemc dem Gehäuse 10 gleicher axialer Höhe an.

Innerhalb des von der rohrförmigen Wandung 2( umgebenen Raums ist die Meßkammer 28 gebildet Zun Eintritt von Umgebungsluft in die Meßkammer 28 ist ir der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 ein kreisringförmi ger, jedoch von radialen Stegen 30 unterbrochene Spalt 32 vorgesehen, dessen Außendurchmesser den Innendurchmesser der rohrförmigen Wandung 21

gleicht. Eine auf einem festen Potential liegende Elektrode der Meßkammer 28 wird von dem die Meßkammer 28 überdeckenden Bereich 34 der Stirnwand 16 des Gehäuses 10, d. h. dem innerhalb des Spaltes 32 liegenden Teil der Stirnwand 1(5, gebildet. ■·, Dieser somit ebenen Elektrode 34 steht am rückwärtigen Ende der Meßkammer 28 die ebenfalls eben ausgebildete Elektrode 36 gegenüber, die einen kreisscheibenförmigen Grundriß von dem Innendurchmesser der rohrförmigen Wandung 20 gleichem ι ο Außendurchmesser aufweist. Diese innere Elektrode 36 ist unmittelbar aufliegend auf der rückwärtigen Wandung 18 befestigt, die beim Ausführungsbeispiel das rückwärtige Ende der rohrförmigen Wandung 20 scheibenförmig überdeckt, Zur Befestigung der inneren ι s Elektrode 36 auf der rückwärtigen Wandung 18 weist letztere eine eine öffnung der Elektrode 36 durchsetzende Nocke 38 auf, deren äußeres Ende durch Heißverformung zu einem auf der äußeren Seite der Elektrode 36 anliegenden, verbreiterten Kopf 40 2ü verformt ist.

Zum Schutz der Meßkammer 28 gegen mit höherer Geschwindigkeit anströmende Umgebungsluft erstreckt sich von dem radial inneren Rand des Spalts 32, d. h. vom radial äußeren Rand des Bereichs 34 der Stirnwand 16 des Gehäuses 10, eine rohrförmige, jedoch an den den Stegen 30 entsprechenden Umfangsstellen unterbrochene Schürze 31 axial in die Meßkammer 28 hinein. Die axiale Höhe dieser Schürze 31 gleicht zumindest annähernd der radialen Breite des Spalts 32. Dadurch ist es möglich, in einem einzigen Stanzvorgang die Schürze 31 aus dem Material des Gehäuses 10 herauszubiegen und hierdurch den Spalt 32 zu bilden. Dieser Stanzvorgang erfolgt zweckmäßig seinerseits gleichzeitig mit der Herstellung des Gehäuses 10, das durch Verformung eines ebenen Rohlings gebildet wird.

Die Referenzkammer 42 ist innerhalb des von den sich radial erstreckenden Wandungen 22, 24, von der bogenförmigen Wandung 26 und von dem ihr radial gegenüberliegenden Abschnitt der Außenseite der rohrförmigen Wandung 20 umgebenen Raumes gebildet. An ihrem der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 zugewandten äußeren Ende ist die Referenzkammer 42 von einer zur rückwärtigen Wandung 18 parallelen, der Stirnwand 16 benachbarten und an ihr anliegenden Wandung 44 verschlossen, die einstückig mit der rohrförmigen Wandung 20, den beiden sich radial erstreckenden Wandungen 22, 24 und der bogenförmigen Wandung 26 gebildet ist Auf der Rückseite der Wandung 44 ist eine ebene, elektrisch mit der inneren Elektrode 36 der Meßkammer 28 verbundene Elektrode 46 unmittelbar aufliegend befestigt, deren Grundriß dem kreisbogenabschnittförmigen Grundriß der Referenzkammer 42 gleicht Zur Befestigung ist wieder eine hier von der Wandung 44 getragene, in Fig.3 und 4 angedeutete Nocke 48 vorgesehen, die zu einem verbreiterten Kopf 50 (F i g. 5) verformt ist

Die Rückseite des Isolators 12 ist von einer Abdeckplatte 52 bedeckt deren Außenabmessungen annähernd den Querschnittsabmessungen des Gehäuses gleichen. Die Abdeckplatte 52 besteht beim Ausführungsbeispiel aus einem Metall, könnte gewünschtenfalls jedoch auch abweichend hiervon aus einem Kunststoff bestehen, der auf seiner der rückwärtigen Wandung 18 zugewandten äußeren Seite metallisiert ist Die Abdeckplatte verhindert daher das Eindringen elektrischer Störstrahlungen ins Innere des Melders. Die rückwärtige Wandung 18 erstreckt sich beim Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung ausschließlich auf dem von der Referenzkammer 42 freigelassenen Umfangsbereich um die rohrförmige Wandung 20 herum, jedoch über diesen gesamten Umfangsbereich, so daß sie nur das rückwärtige Ende der Referenzkammer 42 zur Abdeckplatte 52 hin freiläßt Hierdurch dient die Abdeckplatte 52 in ihrem die Referenzkammer 42 überdeckenden Bereich 54 als eine auf einem festen Potential liegende Elektrode der Referenzkammer 42.

Zur Ionisierung der Meßkammer 28 ist auf deren Elektrode 26 eine sich diametral erstreckende, bändchenförmige Strahlungsquelle 56 vorgesehen. Zur Befestigung auf der Elektrode 36 sind aus dieser Haken 58 herausgestanzt und auf die Außenseiten der Enden der Strahlungsquelle 56 umgebogen. Unter einem der Haken 58 ist gleichzeitig ein elektrischer Leiter 60 eingeklemmt gehalten, der durch eine öffnung der rohrförmigen Wandung 20 radial nach außen geführt ist und zur Verbindung mit der Elektrode 46 der Referenzkammer 42 dient. In entsprechender Weise ist in der Referenzkammer 42 eine annähernd tangential zur rohrförmigen Wandung 20 verlaufende, bändchenförmige Strahlungsquelle 62 auf der Elektrode 46 mittels Haken 64 gehalten, und unter einem Haken 64 ist zusätzlich ein elektrischer Leiter 66 eingeklemmt gehalten, der durch eine öffnung der sich radial erstreckenden Wandung 24 hindurch in Umfangsrichtung aus der Referenzkammer 22 herausgeführt ist, um die Verbindung mit der Elektrode 36 der Meßkammer 28 herzustellen.

Beim Eintritt von Rauchfolgeprodukten in die Meßkammer 28 ändert sich deren Widerstandswert. Da die als Elektroden dienenden Bereiche 34, 54 des Gehäuses 10 bzw. der Abdeckplatte 52 auf festen, unterschiedlichen Potentialen liegen, ändert sich bei einer Änderung des Widerstandswerts der Meßkammer 28 das Potential der inneren Elektrode 36 und der mit ihr verbundenen Elektrode 46, was in bekannter Weise mittels einer Alarmgeberschaltung, deren Eingang an die Elektroden 36,46 angeschlossen ist zur Alarmgabe ausgewertet werden kann, sobald die genannte Potentialänderung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. Eine entsprechende Alarmgeberschaltung 68 ist in dem von der Referenzkammer 42 freigelassenen Umfangsbereich zwischen der rohrförmigen Wandung 20 und der Innenseite der Außenwand 14 des Gehäuses 10 innerhalb von letzterem untergebracht Die Alarmgeberschaltung 68 umfaßt Schaltungselemente 70,72,74 und eine diese tragende Schaltungsplatine 76. Das Schaltungselement 70 ist beispielsweise ein Eingangs-Feldeffekttransistor, dessen Steuerelektrode über auf der Schaltungsplatine gebildete Lötpunkte 78 mit den Leitern 60, 66 und damit den Elektroden 36, 46 verbunden ist Beim Schaltungselement 72 kann es sich um einen weiteren Transistor oder auch um eine in einem Transistorgehäuse untergebrachte, mehrere Transistor- und/oder Widerstandsfunktionen vereinigende integrierte Schaltung handeln. Das Schaltungselement 74 ist eine Leuchtdiode, die im Alarmfall aufleuchtet und diesen anzeigt; ihr kuppenförmiges Ende durchsetzt eine öffnung der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 und ist daher allseitig sichtbar. Die zur Schaltungsverbindung zwischen den Schaltungselementen 70, 72, 74 vorgesehenen Leiter sind als gedruckte Schaltung auf der der rückwärtigen Wandung 18 zugewandten Rückseite der Schaltungsplatine 76 aufgebracht und nicht näher dargestellt

Die im Grundriß kreisringabschnittförmige Schal-

tungsplatine 76 ist, wie aus F i g. 5 hervorgeht, in einem gegenüber der axialen Höhe des Gehäuses 10 geringen Abstand von der äußeren Seite der rückwärtigen Wandung 18 gehalten. Hierdurch steht zwischen Schaltungsplatine 76 und rückwärtiger Wandung 18 ein genügend hoher Raum zur Verfugung, um die hier liegenden Enden der die Schaltungsplatine 76 durchsetzenden Anschlußleiter der Schaltungselemente 70, 72, 74 und die diese Enden mit der gedruckten Schaltung verbindenden Lötpunkte 80 unterbringen zu können. Um den genannten Abstand zu gewährleisten, sind auf der äußeren Seite der rückwärtigen Wandung 18 Abstandhalter gebildet. Als ein solcher Abstandhalter wirkt ein Rand 82, der in dem von der Referenzkammer 42 freigelassenen Umfangsbereich vorgesehen ist, von der rückwärtigen Wandung 18 axial vorsteht und mit seiner radial äußeren Seite an der Innenseite der Außenwand 14 des Gehäuses 10 anliegt. Der Rand 82 verbessert gleichzeitig die mechanische Festigkeit des Isolators 12 gegenüber auf den Außenumfang der rückwärtigen Wand 18 einwirkenden Kräften, was bei den geringen Abmessungen des Isolators 12 von besonderem Vorteil ist. Weitere Abstandhalter für die Schaltungsplatine 76 sind von Erhebungen 84 der rückwärtigen Wandung 18 gebildet, die sich radial von der rohrförmigen Wandung 20 bis zum Rand 82 hin erstrecken und auf denen die Schaltungsplatine 76 aufsitzt. Diese Erhebungen 84 weisen auf der Rückseite der rückwärtigen Wandung 18 liegende Ausnehmungen 86 auf, in der gegenüber der Abdeckplatte 52 isolierte, nicht näher dargestellte Schraubenmuttern liegen. In eine dieser Schraubenmuttern ist eine zur Befestigung des Gehäuses 10 dienende und dessen Stirnwand 16 durchsetzende Senkkopfschraube 88 (Fig.2) eingeschraubt, die auch eine Öffnung 90 der Schaltungsplatine 76 und eine öffnung der mit ihr fluchtenden Erhöhung 84 durchsetzt Die öffnung 90 in der Schaltungsplatine ist elektrisch leitend kontaktiert, wodurch die elektrische Verbindung zwischen Gehäuse 10 und einer Leiterbahn der Schaltungsplatine 76 erfolgt In die übrigen der genannten Schraubenmuttern sind zur Befestigung der Schaltungsplatine 76 an der rückwärtigen Wandung 18 dienende Schrauben 92 eingeschraubt, die ebenfalls jeweils die Schaltungsplatine 76 und die zugeordnete Erhöhung 84 durchsetzen.

In der Schaltungsplatine 76 sind zur Spannungsversorgung und Signalübertragung dienende Steckstifte 94 gehalten, die sie führende öffnungen 96 der rückwärtigen Wandung 18 durchsetzen und aus der Rückseite der rückwärtigen Wandung 18 hervorragen. Einer der Steckstifte kann mit der Abdeckplatte 52 elektrisch leitend verbunden sein, während die übrigen Steckstifte 94 die Abdeckplatte 52 elektrisch isoliert durchsetzen. Die Steckstifte 94 können mit Anschlußdrähten verbunden oder mit der gedruckten Schaltung einer den Brandmelder tragenden weiteren Schaltungsplatine verlötet werden. Falls eine Steckverbindung, beispielsweise mit einem den Brandmelder tragenden Installationssockel, gewünscht ist können auf die Steckstifte 94 Steckstifte 95 größeren Durchmessers aufgesteckt und mit ihnen verlötet werden. Ebenfalls ist es möglich, mit den Steckstiften 94 nicht verbundene Steckstifte 95 in eine Schaltungsplatine einzulöten und die Steckstifte 95 als Steckbuchsen für die Steckstifte 94 zu verwenden.

Wie insbesondere aus F i g. 5 erkennbar ist, tragen die rückwärtige Wandung 18 und die bogenförmige Wandung 26 des Isolators 10 einen ringförmig umlaufenden Rand 100. Dieser bildet einerseits eine Verbreiterung, auf der der rückwärtige Rand der Außenwand 14 des Gehäuses 10 axial aufsitzt und deren radial äußere Seite mit der Außenseite der Außenwand 14 des Gehäuses 10 fluchtet. Andererseits bildet der ■i Ring auch einen axialen Fortsatz, der den radial äußeren Rand der Abdeckplatte 52 umgibt und dessen rückwärtige Seite mit der Rückseite der Abdeckplatte 52 fluchtet. Hierdurch wird ein genügender Isolationsabstand zwischen dem Gehäuse 10 und der auf einem

ίο unterschiedlichen Potential liegenden Abdeckplatte 52 erreicht, und gleichzeitig bildet der Ring 100 eine weitere mechanische Verstärkung des Isolators 12. Er ist aus dem letztgenannten Grund auch bei den im folgenden noch zu beschreibenden weiteren Ausführungsbeispielen vorgesehen, bei denen Gehäuse 10 und Abdeckplatte 52 auf gleichem Potential liegen.

Die von den Strahlungsquellen 56, 62 in der Meßkammer 28 bzw. in der Referenzkammer 42 erzeugten radioaktiven Strahlen, bei Verwendung von Radium als Material der Strahlungsquellen 56, 62 im wesentlichen Alphastrahlen, haben eine gegenüber den Abmessungen des Melders wesentlich größere Reichweite und werden daher innerhalb der Kammern 28,42 insbesondere an den Elektroden in vielen Fällen mehrfach reflektiert. Im Falle der Meßkammer 28 können reflektierte Strahlen die Meßkammer 28 durch die Eintrittsöffnung 32 verlassen, während dies bei der Referenzkammer 42 nicht möglich ist. Daher kann die Referenzkammer 42 bei gleicher Aktivität beider Strahlungsquellen 56,62 ein geringeres Volumen als die Meßkammer 42 aufweisen; das Volumen der Referenzkammer beträgt zweckmäßig 50% bis 85% und vorzugsweise wie beim Ausführungsbeispiel annähernd 70% des Volumens der Meßkammer 28. Die Aktivitäten der Strahlungsquellen 56, 62 werden selbstverständlich im Interesse einer Vermeidung einer Umweltbelastung möglichst gering gehalten; sie betragen beim Ausführungsbeispiel unter 0,1 Microcurie.

Zur Verwirklichung der genannten Volumenverhältnisse bei dem bereits oben genannten Innendurchmesser der rohrförmigen Wandung 20 relativ zum Außendurchmesser des Gehäuses 10 ist es zweckmäßig, wenn die sich radial erstreckenden Wandungen 22, 24 einen von der Referenzkammer 42 erfüllten Winkelabstand von 80° bis 140° haben; beim Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkelabstand 110°. Ein derartiger, nicht allzu großer Winkelabstand hat den Vorteil, daß in einfacher Weise mittels eines einzigen, linear-bändchenförmigen Strahlers praktisch das gesamte Volumen der

so Referenzkammer 42 ionisiert werden kann und daß der von der Referenzkammer 42 freigelassene Umfangsbereich noch eine genügende Größe hat um nicht nur die Schaltungselemente 70,72,74 der Alarmgeberschaltung 68, sondern auch noch Befestigungselemente wie die Schrauben 88, 92 und Verbindungselemente wie die Steckstifte 94 ohne Schwierigkeit unterzubringen.

Die axiale Höhe des Gehäuses 10 beträgt zweckmäßig 25% bis 50% von dessen geringster Querschnittsabmessung. Beim Ausführunngsbeispiel beträgt die von der Rückseite der Abdeckplatte 52 bis zur Oberseite der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 gemessene Gesamthöhe 9,65 mm, während der Außendurchmesser der Außenwand 14 des Gehäuses 10 einen Betrag von 33,2 mm hat so daß die axiale Höhe annähernd 29% des Außendurchmessers beträgt Wird abweichend vom kreisförmigen Querschnitt des Melders ein einem quadratischen Querschnitt angenäherter verwirklicht so kann dadurch, daß die Referenzkammer in den Bereich einer

Ecke gelegt wird, deren gewünschtes Volumen in Relation zur Meßkammer bei einem etwas vergrößerten Durchmesser der rohrförmigen Wandung 20 erzielt werden, wodurch sich eine noch flachere Bauweise erzielen läßt, die allerdings mit einer wegen der etwas komplizierteren Form aufwendigeren Herstellung verbunden ist.

Für das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 und 7 gelten auch die Darstellungen der F i g. 1 und 2; gleiche T.:ile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fi g. 1 bis 5 ist bei dem Ionisations-Brandmelder gemäß F :i g. 6 und 7 vorgesehen, daß eine äußere Elektrode 102 der Meßkammer 28 dem das äußere Ende der rohrförmigen Wandung 20 überdeckenden Bereich 34 des Gehäuses 10 unter Zwischenlage einer Isolierschicht 104 eng benachbart angeordnet ist, wodurch die Elektrode 102 eine vom Gehäuse 10 abweichende Polarität aufweisen kann und das Gehäuse 10 und die Abschirmplatte 52 auf demselben Potential gehalten sein können, so daß sie gemeinsam als die übrigen Teile des Melders umgebender Faradayscher Käfig wirken. Die Elektrode 102 weist einen mit dem Schlitz 32 der Stirnwand 16 des Gehäuses fluchtenden Schlitz 106 zum Eintritt der Umgebungsluft auf, wie auch die Isolierschicht einen derartigen Schlitz 108 aufweist. Zur Befestigung der Elektrode 102 weist diese den Schlitz 106 in Umfangsrichtung unterbrechende, sich radial erstreckende Fortsätze 110 auf, die in im äußeren Rand der rohrförmigen Wandung 20 gebildeten Ausnehmungen aufgenommen sind; einer der Fortsätze 110 ist an der Außenseite der rohrförmigen Wandung herunter auf die Schaltungsplatine 76 geführt und hier mittels einer der Schrauben 92 mit einer Leiterbahn verbunden.

Zum Schutz gegen das Eindringen stärkerer Strömungen der Umgebungsluft in die Meßkammer 28 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 6 und 7 vorgesehen, daß sich von dem radial äußeren Rand der äußeren Elektrode 102 eine rohrförmige, jedoch an den den radialen Fortsätzen 110 entsprechenden Umfangsstellen unterbrochene Schürze 109 axial in die Meßkammer 28 hinein erstreckt Der Außendurchmesser dieser Schürze 109 gleicht also dem Innendurchmesser der Schlitze 32,108,106. In den meisten Anwendungsfällen genügt es, wenn die Schürze 109 wie beim Ausführungsbeispiel eine gegenüber der axialen Höhe der Meßkammer 28 geringe axiale Höhe aufweist. Bei höheren Anforderungen an eine Abschirmung gegen hohe Umgebungsluftgeschwindigkeiten, beispielsweise beim Einsatz des Brandmelders in Kanälen von Klimaanlagen, kann die axiale Höhe der Schürze 109 jedoch auch bis annähernd halb so groß wie die axiale Höhe der Meßkammer 28 gewählt werden; da in diesem Fall die Schürze 109 als Teil der Außenelektrode 102 wirksam wird und die elektrische Feldverteilung innerhalb der Meßkammer 28 beeinflußt, kann es dann erforderlich werden, die Außenabmessungen der inneren Elektrode 36 geringer als die Innenabmessungen der rohrförmigen Wandung 20 zu wählen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.6 und 7 wird bei gegebener erforderlicher axialer Höhe der Meßkammer 28 die Gesamthöhe des Melders um die axialen Dicken der Elektrode 102 und der Isolierschicht IWI höher als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 bis 5. Gewünschtenfalls kann eine derartige Vergrößerung der axialen Höhe jedoch weitgehend dadurch vermieden werden, daß man der Stirnwand 16 des; Gehäuses 10 anstelle ihres mittigen Bereichs 34 und der Stege 30 eine öffnung gibt, deren Durchmesser der rohrförmigen Wandung 20 gleicht, und indem man die Elektrode 102 durch geeignet gebogene Fortsätze 106 derart innerhalb dieser öffnung hält, daß sie in derselben Ebene wie die Stirnwand 16 des Gehäuses 10 liegt. Um die Möglichkeit eines Kurzschlusses zwischen der Elektrode 102 und dem Gehäuse 10 in diesem Fall zu vermeiden, ist es dann weiter zweckmäßig, zumindest eines der genannten Teile auf seiner Außenseite mit

ίο einer isolierenden Schicht zu bedecken.

Das Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 8 und 9 ist gegenüber demjenigen der F i g. 6 und 7 nochmals abgewandelt; gleiche oder funktionell gleichartige Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei gelten im übrigen wieder die Darstellungen der Fig. 1 und 2.

Der Brandmelder nach F i g. 8 und 9 zeichnet sich zunächst dadurch aus, daß die Referenzkammer 42 an ihrem rückwärtigen Ende von einem zur rückwärtigen Wandung 18 parallelen und im Ausführungsbeispiel von einem Umfangsabschnitt dieser rückwärtigen Wandung 18 gebildeten Wandabschnitt verschlossen ist und daß die mit der Elektrode 36 der Meßkammer 28 verbundene Elektrode 46 auf der äußeren Seite dieses Wandabschnitts der rückwärtigen Wandung 18 unmittelbar aufliegend befestigt ist, wozu wieder eine Nocke mit Kopf 50 dient Weiter entfällt bei iiesem Ausführungsbeispiel die die Referenzkammer 42 zur Stirnwand 16 des Gehäuses 10 hin verschließende Wandung 44 der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele. Hierdurch liegt ein Bereich 112 der Rückseite der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 innerhalb der Referenzkammer 42 frei und dient als eine Elektrode der Referenzkammer 42.

j5 Weitere, gegenüber den gezeigten Ausführungsbeispielen in anderer Weise abgewandelte Anordnungen der Elektroden in der Referenzkammer 42 sind denkbar. So kann beispielsweise die Referenzkammer 42 sowohl zur Abdeckplatte 52 als auch zur Stirnwand 16 des Gehäuses 10 hin von einer isolierenden Wandung abgeschlossen sein, von denen dann freilich eine nicht einstückig mit dem Isolator gebildet ist, um beide Elektroden der Referenzkammer 42 auf gegenüber dem Gehäuse 10 und der Abdeckplatte 52 unterschiedlichen Potentialen halten zu können. Diese Maßnahme kann beispielsweise erforderlich sein, wenn die Alarmgeberschaltung 68 einen Rückkopplungswiderstand aufweist, der zwischen eine Elektrode der Meßkammer und ein festes Potential geschaltet ist und der nach dem

so Ansprechen des Melders kurzgeschlossen wird, um eine Rückkopplungswirkung zu erzielen. Weiter ist es denkbar, die beiden Elektroden der Referenzkammer 42 auf der Außenseite der rohrförmigen Wandung 20 und der Innenseite der bogenförmigen Wandung 26 einander radial gegenüberstehend anzuordnen.

Mit dem Ionisations-Brandmelder gemäß der Erfindung ist erstmals ein Melder dieser Art geschaffen, dessen Bauhöhe so gering ist, daß sie in der Größenordnung von Schaltungselementen liegt, wie sie üblicherweise auf Schaltungsplatinen elektrischer Geräte und insbesondere von elektronischen Datenverarbeitungsanlagen untergebracht wird. Daher läßt sich der Melder zum Brandschutz einer derartigen, senkrechtstehend angeordneten Schaltungsplatine verwenden, indem er auf dieser selbst zweckmäßig nahe ihrem oberen Rand, angeordnet wird. Hierdurch wird ein wesentlich verbesserter Brandschutz gegenüber seitherigen Lösungen erzielt bei denen der Ionisations-Brand-

meider separat gegenüber der Schaltungsplatine oberhalb von ihr beispielsweise in einem Abluftschacht angeordnet wurde.

Abwandlungen des Brandmelders gegenüber den dargestellten Ausführungsbeispielen sind in vielfacher Weise möglich. Beispielsweise kann anstelle der die Meßkammer 28 und die Referenzkammer 42 ionisierenden, bändchenförmigen Strahlungsquellen 56, 62 eine einzige, beide Kammern 28,42 ionisierende Strahlungsquelle vorgesehen sein, die in einem Fenster desjenigen

Abschnitts der rohrförmigen Wandung 20 angeordnet ist, der zwischen Meßkammer 28 und Referenzkammer 42 liegt Die Strahlungsquelle wird dabei zweckmäßig so ausgebildet, daß sie auf mindestens einer ihrer der Meßkammer 28 und der Referenzkammer 42 zugewandten Oberflächen elektrisch isolierend wirkt, und sie wird in dem Fenster zweckmäßig so angeordnet, daß sie dieses abdichtend verschließt, um das Entstehen von elektrischen Kriechstrecken zwischen Meßkammer 28 und Referenzkammer 42 zu vermeiden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Ionisations-Brandmelder mit einem eine rohrförmige Außenwand und eine äußere Stirnwand umfassenden Gehäuse, dessen axiale Höhe geringer ist als seine Außenabmessungen, einem innerhalb des Gehäuses angeordneten Isolator, der eine koaxiale zur Außenwand des Gehäuses angeordnete rohrförmige Wandung von gegenüber den Innenabmessungen der Außenwand des Gehäuses geringeren Außenabmessungen und annähernd dem Gehäuse gleicher axialer Höhe umfaßt, einer bezüglich des Gehäuses zentrisch angeordneten, von der rohrförmigen Wandung des Isolators begrenzten, zwei Elektroden aufweisenden Meßkammer, deren eine Elektrode nahe dem rückwärtigen Ende der rohrförmigen Wandung des Isolators liegt, einer in der Stirnseite des Gehäuses vorgesehenen Durchtrittsöffnung für in die Meßkammer eintretende Umgebungsluft, einer gegenüber der Umgebungsluft stärker als die Meßkammer abgeschlossenen, mit der Meßkammer elektrisch in Reihe geschalteten, zwei weitere Elektroden aufweisenden Referenzkammer, die im Gehäuse exzentrisch zur Meßkammer untergebracht und von sich axial erstreckenden, isolierenden Wandungen begrenzt ist, mindestens einer die Meßkammer und die Rererenzkammer ionisierenden Strahlungsquelle sowie einer an die elektrisch miteinander verbundenen Elektroden der Meßkammer und Referenzkammer angeschlossenen und in dem Gehäuse angeordneten Alarmgeberschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkammer (42) der Meßkammer (28) an der rohrförmigen Wandung (20) des Isolators (12) unmittelbar benachbart ist, sich radial zumindest annähernd bis zur Außenwand (14) des Gehäuses (10) erstreckt, sich mit bogenabschnittförmigem Grundriß auf einem Umfangsabschnitt um die Meßkammer (28) herum erstreckt und in Umfangsrichtung zu dem die Schaltungselemente (70, 72, 74) der Alarmgeberschaltung (68) enthaltenden Raum hin mittels sich von der rohrförmigen Wandung (20) des Isolators (12) nach außen bis zur Innenseite der Außenwand (14) des Gehäuses (10) erstreckender Wandungen (22,24) begrenzt ist, deren axiale Höhe annähernd derjenigen des Gehäuses (10) gleicht.

2. Ionisations-Brandmelder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmige Wandung (20) des Isolators (12) mit ihrem axial äußeren Ende an der Innenseite der ebenen Stirnwand (16) des Gehäuses (10) anliegt und daß die Eintrittsöffnung (32) ein in dieser Stirnwand (16) gebildeter, von radialen Stegen (30) unterbrochener, ringförmiger Spalt ist, dessen Außenabmessungen zumindest annähernd den Innenabmessungen der r> rohrförmigen Wandung (20) gleichen.

3. Ionisations-Brandmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (12) eine die radial äußeren Enden der sich nach außen erstreckenden Wandungen (22, 24) einstückig t>o verbindende, an der Innenseite der Außenwand (14) des Gehäuses (10) anliegende, bogenförmige Wandung (26) von annähernd dem Gehäuse (10) gleicher axialer Höhe aufweist, die die Referenzkammer (42) zur Außenwand (14) des Gehäuses (10) hin begrenzt μ und isoliert.

4. Ionisations-Brandmelder nach einem der VQranophpnHpn Ansnnirhp diiHiirrh gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) zumindest auf seiner Innenseite und zumindest in dem das äußere Ende der Meßkammer (28) überdeckenden, ebenen Bereich (34) seiner Stirnwand (16) elektrisch leitend ausgebildet ist und in diesem Bereich (34) als eine Elektrode der Meßkammer (28) dient (Fig. 5).

5. Ionisations-Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Elektrode (102) der Meßkammer (28) dem das äußere Ende der rohrförmigen Wandung (20) überdeckenden, ebenen Bereich (34) der Stirnwand (16) des Gehäuses (10) unter Zwischenlage einer Isolierschicht (104) eng benachbart angeordnet ist, unter Freilassung einer Durchtrittsöffnung (106) von der Innenseite der rohrförmigen Wandung (20) radial beabstandet ist und auf einem gegenüber dem ebenen Bereich (34) der Stirnseite (16) unterschiedlichen Potential gehalten ist (F i g. 6 bis 9).

6. lonisations Brandmelder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die eben ausgebildeten, senkrecht zur Achse der rohrförmigen Wandung (20) angeordneten Elektroden (46, 54; 46, 112) der Referenzkammer (42) einen bogenabschnittförmigen, dem Grundriß der Referenzkammer (42) zumindest annähernd gleichen Grundriß aufweisen (F i g. 5,7 und 9).

7. Ionisations-Brandmelder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (12) eine mit dem rückwärtigen Ende der rohrförmigen Wandung (20) einstückig verbundene, sich senkrecht zur Achse der rohrförmigen Wandung (20) radial nach außen zum hinteren Rand der Außenwand (14) des Gehäuses und in Umfangsrichtung zumindest auf einem Teil des Umfangs des rohrförmigen Wandabschnitts (20) um diesen herum erstreckende rückwärtige Wandung (18) aufweist (F ig. 4,5,7,9).

8. Ionisations-Brandmelder nach Anspruch 7, daduren gekennzeichnet, daß sich die rückwärtige Wandung (18) in Umfangsrichtung ausschließlich auf dem von der Referenzkammer (42) freigelassenen Umfangsabschnitt, jedoch auf diesem gesamten Umfangsabschnitt, um die rohrförmige Wandung (20) herum erstreckt (F i g. 5,7).

9. Ionisations-Brandmelder nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden sich nach außen erstreckenden Wandungen (22, 24) an ihren rückwärtigen Enden mit der rückwärtigen Wandung (18) einstückig verbunden sind (F i g. 4,6,8).

10. Ionisations-Brandmelder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkammer (42) an ihrem äußeren Ende von einer sich senkrecht zur Achse der rohrförmigen Wandung (20) erstreckenden, der Stirnwand (16) des Gehäuses (10) benachbarten, einstückig mit dem Isolator (12) gebildeten Wandung (44) verschlossen ist und daß auf deren Rückseite eine Elektrode (46) der Referenzkammer (42)befestigt ist(Fig. 5,7).

11. Ionisations-Brandmelder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückseite des Isolators (12) von einer zumindest auf der ihm zugewandten Oberseite elektrisch leitenden, auf einem festen elektrischen Potential gehaltenen Abdeckplatte (52) bedeckt ist, deren Außenabmessungen zumindest annähernd den Querschnittsabmessungen des Gehäuses (10) gleichen und durch die zur Snannunesversoreune und/oder Sienalübertra-

gung dienende elektrische Verbindungselemente hindurchgefühlt sind, und daß die Abdeckplatte (52) in ihrem die Referenzkammer (42) überdeckenden Bereich (54) als eine Elektrode der Refersnzkammer (42) dient-

12. !onisations-Brandmelder nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzkammer (42) an ihrem rückwärtigen Ende von einem sich senkrecht zur Achse der rohrförmigen Wandung (20) erstreckenden Wandabschnitt des ι ο Isolators (12) verschlossen ist und daß auf der äußeren Seite dieses Wandabschnitts eine Elektrode (46) der Referenzkammer (42) befestigt ist (Fig.8,