DE2752690C3 - Ionisations-Brandmelder - Google Patents
Ionisations-BrandmelderInfo
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Description
25
Die Erfindung bezieht sich auf einen Ionisations-Brandmelder
der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Ein derartiger Brandmelder ist bekannt (US 39 03 419). Hierbei sind die Referenzkammer und die
Meßkammer in getrennten, jeweils topfförmigen Isolatoren untergebrachl, 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 Luftdurchtriltsöffnungen
versehenen Schulzkappe 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 miltigen Meßkammer aus gesehen, radial außerhalb der
Referenzkammer. Der bekannte Brandmelder weLt dabei einen großen Außendurchmesser auf.
Es ist auch ein Brandmelder ähnlich de: 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 Verbindungskabeln vorhanden. Hr/
> -'si hinter dem Gehäuse angeordnet ist. Die Außenwand des Gehäuses ist
ringsum mit Lu/teitHrittXöffnungen versehen, und damit
die Umgebungsluft in die Meßkammer eintreten kann, weist auch deren kastenförmige Elektrode in einem
axialen Bereich allseitig Lufteintrittsöffnungen auf. Damit der Lufteintritt in die Meßkammer nicht durch
die Referenzkammer behindert wird, muß sich die Meßkammer mit ihrem die Lufteintrittsöffnungen
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 Querschnittsabmessimgen 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 jnd 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 d?r
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 axiaie Höhe
der rohrförmigen Wandung der äußeren Elektrode der Meßkammer ist wegen des notwendigen Abstands der
Schaltungspla'ine von der rückwärtigen Wandung der Dosenwanne geringer als die axiale Höhe der Dose, so
daß diese axiale Höhe größer als die erfordei liehe 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 mittigen, die stirnseilige
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 Schaltunpsplatine angeordneten
Schaltungselemente der Ahmgeberschaltung sowie beiderseits der Schaltungsp.d'.ine 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
großer Durchmesser des Melders.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ionisations-Brandmelder der eingangs genannten Art
mit möglichst geringen Außenabmessungen zu schaffen.
Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Ionisations-Brandmelder 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 Meßkamrner 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 Verfugung 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-Brandmeidern geringer axialer Höhe wesentlich
verringerte radiale Außenabmessungen aufweist und gegenüber den kleinsten bisher bekannten
Ionisations-Brandmeidern 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 7f irhnungen näher erläutert, in denen Ausführnngsbeispiele
dargestellt sind. Es zeigt
F i g. 1 eine Seitenansicht eines lonisations-Brandmelders
gemäß der Erfindung;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die äußere und in Fig. 1
untere Seite des Brandmelders gemäß F i g. 1;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die äußere Seite des Brandmelders gemäß Fig. 1 bei abgenommenem
Gehäuse;
Fig.4 eine Draufsicht ähnlich Fig. 3, jedoch bei
zusätzlich abgenommener Schaltungsplatine und davon getragenen Schaltungselementen;
Fig.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 Ionisations-Brandmelders
in Darstellungen entsprechend F i g. 3 bzw. F i g. 5;
F i g. 8 und 9 ein weiteres gegenüber den vorangehenden Figuren abgewandeltes Ausführungsbeispiel eines
Ionisations-Brandmelders in Darstellungen ähnlich F i g. 3 bzw. 5.
Der in F i g. 1 bis 5 dargestellte lonisations-Brandmelder weist ein Gehäuse 10 und einen praktisch
vollständig innerhalb von diesem liegenden Isolator 12 auf. Das Gehäuse 10 hat eine zur Rückseite hin offene,
flache Becherform und umfaßt eine im Querschnitt kreisringförmige, rohrförmige Außenwand 14 und eine
mit dieser einstückig verbundene, am axial äußeren Ende liegende Stirnwand 16. Beim Ausführungsbeispiel
besieht das Gehäuse 10 aus Metall und ist zu Abschirmzwecken auf ein festes Potential gelegt.
Abweichend hiervon ist es ebenfalls möglich, ein aus Kunststoff bestehendes Gehäuse zu verwenden, das auf
seiner Innenseite metallisiert ist, oder ein metallisches Gehäuse mit einem elektrisch isolierenden äußeren
Überzug zu verwenden, wenn die Gefahr eines Anlegens von Spannungen von außen her besteht und
vermieden werden soll.
Der Isolator 12 weist, wie aus Fig.4 und 5
hervorgeht, eine zur Stirnwand 16 des Gehäuses 10 parallele rückseitige Wandung 18 auf, die annähernd in
der Ebene des rückseitigen Endes der Außenwand 14 des Gehäuses 10 liegt. Weiter weist der Isolator 12 eine
rohrförmige Wandung 20 auf, die koaxial zur Außenwand 14 des Gehäuses 10 innerhalb von letzterem
angeordnet ist, mit ihrem axial äußeren Ende an der Innenseite der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 anliegt
und geringere Querschnittsabmessungen als die Innenabmessungen der Außenwand 14 des Gehäuses 10
aufweist; der Innendurchmesser der rohrförmigen Wandung 20 beträgt zweckmäßig 40% bis 55% und
vorzugsweise wie beim Ausführungsbeispiel 45% des Außendurchmessers bzw. bei vom kreisförmigen
Grundriß abweichendem Grundriß der geringsten Querschnittsabmessung der Außenwand 14 des Gehäuses
10. Wie aus F i g. 1 bis 4 erkennbar, hat der Brandmelder einen kreisförmigen Grundriß, jedoch sind
ebenfalls andere Grundrißformen, beispielsweise eine an ein Quadrat angenäherte, abgerundete Grundrißform
denkbar.
Der rohrförmige Wandabschnitt 20 ist an seinem rückwärtigen Ende einstückig mit der rückwärtigen
Wandung 18 verbunden und hat somit eine zumindest annähernd dem Gehäuse 10 gleiche axiale Höhe. Von
der rohrförmigen Wandung 20 erstrecken sich, wie aus F i g. 3 und 4 erkennbar, zwei achsparallel stehende
Wandungen 22, 24 radial bis zur Innenseite der Außenwand 14 des Gehäuses 10 nach außen. Diese
Wandungen 22, 24 liegen mit ihren axial äußeren Enden 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 der
rückwärtigen Wandung 18 verbunden. An die radial äußeren Enden der beiden Wandungen 22, 24 schließt
einstückig eine diese Enden verbindende, an der Innenseite der Außenwand 14 des Gehäuses 10
anliegende, bogenförmige Wandung 26 von annähernd dem Gehäuse 10 gleicher axialer Höhe an.
Innerhalb des von der rohrförmigen Wandung 20 umgebenen Raums ist die Meßkammer 28 gebildet. Zum
Eintritt von Umgebungsluft in die Meßkammer 28 ist in der Stirnwand 16 des Gehäuses 10 ein kreisringförmiger,
jedoch von radialen Stegen 30 unterbrochener Spalt 32 vorgesehen, dessen Außendurchmesser dem
Innendurchmesser der rohrförmigen Wandung 20
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 16, gebildet. <·,
Dieser somit ebenen Elektrode 34 steht am rückwärtigen Ende der Meßkaminer 28 die ebenfalls eben
ausgebildete Elektrode 36 gegenüber, die einen kreisscheibenförmigen Grundriß von dem Innendurchmesser
der rohrförmigen Wandung 20 gleichem Außendurchniesser 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 η
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 2u
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 2~i
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. jo 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 js
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 isi. 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 bo
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 Verfügung, 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 % der rückwärtigen Wandung 18 durchsetzen und aus der Rücksei'e der
rückwärtigen Wandung 18 hervorragen. Einer der Steckstifte kann mit der Abdeckplatte 52 elektrisch
leitend verbunden sein, während die übrigen Steckstifte 94 die Abti'eckplatte 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
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 lsolationsabstand
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
so 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 Meßkanimer 28. Die Aktivitäten
j5 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 Referenzkammer 42 ionisiert werden kann und daß der
von der Referenzkammer 42 freigelassene Umfangsbereich noch eine genügende Größe hat, um nicht nur die
Schaltungselemente 7ö, 72,74 der Aiarmgebersdiaiiung
68, sondern auch noch Befestigungselemente wie die
v, 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
bo 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 Fig. 6 und 7 gelten auch die Darstellungen der Fig. 1 und 2; gleiche
Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß
F i g. 1 bis 5 ist bei dem lonisations-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 1Ö4 eng benachbart angeordnei 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 Mcßkammcr 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 104 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 Fig.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 Brandrne'ider 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
veibundene 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 diesem
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 Referenzkamrrer 42 frei und dient als eine
Elektrode der Referenzkammer 42.
Weitcrc, gegenüber den gezeigten A.usführungsbaispielen
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 Alarmgeber schaltung 68 einen Rückkopplungswiderstand aufweist,
der zwischen eine Elektrode der Meßkammer und ein festes Potential geschaltet ist und der nach dem
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 lonisations-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 SchaJtungsplatine 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 (13)
1. lonisations-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 zenlrisch angeordneten, von der rohrförmigen Wandung des Isolators begrenzten, zwei
Elektroden aufweisenden Meßkammer, deren eine Elektrode nahe dem rückwärtigen Ende der
rohrförmigen Wandung des Isolators lieg·, 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 Meßkammerund 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 bogenabschniüförmigem 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. lonisations-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 rohrförmigen Wandung (20) gleichen.
3. lonisations-Brandmelder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator (12) eine
die radial äußerer Enden der sich nach außen erstreckenden Wandungen (22, 24) einstückig
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 und isoliert.
4. lonisations-Brandmelder nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch 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 (.14) der Stirnseite (16) unterschiedlichen Potential gehalten ist (F i g. 6 bis 9).
6. Ionisations-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. lonisations-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 Umfangsrichiung 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. lonisations-Brandmelder nach Anspruch 7. dadurch 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. lonisations-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 (F ig. 5.7).
11. lonisations-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 Spannungsversorgung und/oder Signalübertra-
gung dienende elektrische Verbindungselemente hindurchgeführt sind, und daß die Abdeckplatte (52)
in ihrem die Referenzkammer (42) überdeckenden Bereich (54) als eine Elektrode der Referenzkammer
(42) dient
12. lonisations-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 (F i g. 8,
9)·
13. Verwendung eines Ionisations-Brandmelders
nach einem der vorangehenden Ansprüche zum Brandschutz eines mindestens eine senkrecht stehend
angeordnete Schaltungsplatine aufweisenden elektrischen Geräts, insbesondere einer elektronischen
Datenverarbeitungsanlage, durch Anbringen des lonisations Brandmelders auf der Schaltungsplatine.
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