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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Ionisations-Rauchfühler, der insbesondere
eine Ionisationskammer mit einer radioaktiven Quelle aufweist und den in die Ionisationskammer
strömenden Rauch erfaßt.
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Es gibt bereits einen Ionisations-Rauchfühler, der eine Ionisationskammer
mit einer radioaktiven Quelle aufweist und den in die Ionisationskammer strömenden
Rauch aufgrund der Größe eines durch die Ionisationskammer fließenden elektrischen
Stromes erfaßt. Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Beispiels eines
herkömmlichen Ionisations-Rauchfühlers.
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Der in Fig. 1 dargestellte Rauchfühler umfaßt eine Anodenelektrode
2 und eine Kathodenelektrode 4, die eine Ionisationskammer 7 bilden. Die Anodenelektrode
2 hat die Form eines-mit einem Boden versehenen Zylinders, dessen Mantelfläche mit
Raucheinlaßöffnungen 1 ausgeführt ist. Die Anodenelektrode 2 und die Kathodenelektrode
4 bestehen beide aus einem wärmebeständigen Metall, wie beispielsweise aus rostfreiem
Stahl.
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Die Kathodenelektrode 4 ist schalen- oder napfförmig und weist eine
radioaktive Quelle 3 auf, die an ihrer Innenfläche befestigt ist. Die Kathodenelektrode
4 ist an der Anodenelektrode 2 durch Schrauben 6 festgelegt, wobei ein Isolierstoff
5, wie beispielsweise Keramik, dazwischen liegt. Auf diese Weise wird die Ionisationskammer
durch die Anodenelektrode 2 und die Kathodenelektrode 4 gebildet. Ein (nicht gezeigter)
Stromdetektor ist vorgesehen, um den zwischen der Anodenelektrode 2 und der Kathode
fließenden Strom zu erfassen. Wenn Rauch, beispielsweise von einem Feuer, in die
Ionisationskammer 7 durch die Raucheinlaßöffnungen 1 strömt, ändert sich die Größe
des zwischen der Anodenelektrode 2 und der Kathodenelektrode 4 fließenden elektrischen
Stromes, wodurch das Vorhandensein von Rauch erfaßbar ist.
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Ein derartiger Ionisations-Rauchfühler mit einer radioaktiven Quelle
3 muß so angeordnet sein, daß selbst bei Einwirkung intensiver Wärme von beispielsweise
einem Feuer die radioaktive Quelle 3 nicht aus der Ionisationskammer 7 streut und
freigesetzt wird. Hierzu verwendet der herkömmliche Ionisations-Rauchfühler den
Isolierstoff 5, durch den die Anodenelektrode 2 und die Kathodenelektrode 4 aneinander
festgelegt sind, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist, und ein wärmebeständiges Material,
wie beispielsweise Keramik, wird für einen derartigen Isolierstoff benutzt. Jedoch
sind keramische Materialien nicht nur aufwendig, sondern auch schwierig zu verarbeiten,
was die Rauchfühler selbst kostspielig macht.
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Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Ionisations-Rauchfühler
anzugeben, der ohne besonderen Aufwand einfach aufgebaut ist, eine radioaktive Quelle
sicher verwenden kann, keine Fehlfunktion aufweist und ein Gehäuse mit überlegener
Trennkonstruktion besitzt.
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Diese Aufgabe wird bei einem Ionisations-Rauchfühler nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnendem Teil angegebenen
Merkmale gelöst.
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Beim erfindungsgemäßen Ionisations-Rauchfühler sind eine Außenelektrode
und eine Kappe einstückig miteinander verbunden, um eine Ionisationskammer zu bilden,
in der eine Innenelektrode an der Kappe durch ein Isolierglied festgelegt ist.
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Die Außenelektrode ist mit Raucheinlaßöffnungen versehen, wenn jedoch
die Größe und Abmessung der Raucheinlaßöffnungen geeignet gewählt sind, gelangen
die Innenelektrode und damit eine an der Innenelektrode festgelegte radioaktive
Quelle nicht aus der Ionisationskammer, selbst wenn das Isolierglied aufgrund beispielsweise
eines Feuers niederbrennt. Selbst wenn daher ein Feuer auftritt, wird ein Ausstreuen
der radioaktiven Quelle aus der Ionisationskammer und ein Freisetzen wirksam
verhindert.
Daher ist es nicht länger erforderlich, für die Isolierstoffe keramische Materialien
zu verwenden, die aufwendig und sehr schwer zu verarbeiten sind, wie dies für den
Stand der Technik zutrifft; statt dessen können Kunstharze benutzt werden, um einen
wenig aufwendigen Ionisations-Rauchfühler zu bilden.
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In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine Leiterplatte
für das Isolierglied verwendet. Die Leiterplatte ist so positioniert, daß die Öffnung
in der Außenelektrode bedeckt ist, und sie weist daran befestigte elektrische Schaltungsbauelemene
und eine darauf angeordnete vorbestimmte Verdrahtung auf. Die Innenelektrode ist
an der Leiterplatte festgelegt, und die -Außenelektrode sowie die Kappe sind einstückig
miteinander verbunden, wobei sie durch die Leiterplatte vorspringen. Dies bedeutet,
daß die Innenelektrode an der Kappe innerhalb der Ionisationskammer durch die Leiterplatte
festgelegt ist. In diesem Ausführungsbeispiel ist kein spezielles Vorbereiten eines
derartigen Isoliergliedes erforderlich, und die zum Aufbauen der elektrischen Schaltung
notwendige Leiterplatte kann für das Isolierglied verwendet werden, so daß ein Ionisations-Rauchfühler
erzielbar ist, der wenig aufwendig und einfach aufgebaut ist.
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In einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt
die Leiterplatte eine mit der Innenelektrode verbundene erste leitende Folie und
eine mit der Außenelektrode und damit der Kappe verbundene zweite leitende Folie,
wobei eine Schutzelektrode (dritte leitende Folie) zwischen der ersten und der zweiten
leitenden Folie vorgesehen ist. Widerstände mit jeweils einem vorbestimmten Widerstandswert
liegen zwischen der ersten und der dritten leitenden Folie bzw. zwischen der zweiten
und der dritten leitenden Folie. Daher fließt bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
kein Leckstrom zwischen der Innenelektrode und der Außenelektrode, und
somit
ist eine darauf beruhende Fehlfunktion nicht möglich.
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Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung hat
der Ionisations-Rauchfühler ein Gehäuse, das integriert die Außenelektrode und die
Kappe sowie die Leiterplatte aufnimmt. Das Gehäuse umfaßt einen ersten Teil auf
der Rückseite der Leiterplatte und einen zweiten Teil auf der Vorderseite der Leiterplatte,
wobei der zweite Teil in den ersten Teil eingepaßt ist. Der erste Teil hat einen
Sockel und eine auf der Randkante des Sockels ausgeführte Seitenwand, während der
zweite Teil eine in die Seitenwand des ersten Teiles einpaßbare Seitenwand und einen
sich vom einen Ende der Seitenwand erstreckenden Deckel hat. Die Seitenwand des
ersten Teiles ist mit einem ersten Eingriffsteil versehen, und die Seitenwand des
zweiten Teiles ist mit einem zweiten Eingriffsteil ausgestattet, der in den ersten
Eingriffsteil eingreifen kann. In einer diesen Eingriffsteilen zugeordneten Stellung
besteht ein vorbestimmter lichter Abstand zwischen den beiden Seitenwänden, und
der Sockel ist mit einer Unterschneidung zur Verbindung mit dem freien oder dichten
Raum versehen. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel können der erste und der
zweite Teil einfach voneinander getrennt werden, indem ein Werkzeug, beispielsweise
ein Schraubenzieher, in den freien Raum durch die Unterschneidung eingeführt wird.
Eine beim Stand der Technik erforderliche seitliche Trennung ist nicht notwendig,
so daß keine Gefahr besteht, daß Kratzer auf dem Gehäuse erzeugt werden, die dessen
ästhetische Eigenschaften beeinträchtigen.
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Der erfindungsgemäße Ionisations-Rauchfühler hat also eine Leiterplatte.
Eine Innenelektrode aus einem wärmebeständigen Metall ist auf der Leiterplatte angebracht,
und eine radioaktive Quelle ist an der Innenelektrode festgelegt. Eine Außenelektrode
in der Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders, der aus einem wärmebeständigen
Material besteht und die
Innenelektrode bedecken kann, erstreckt
sich durch die Leiterplatte und ist einstückig mit einer Schutzkappe aus wärmebeständigem
Metall an der Rückseite der Leiterplatte verbunden.
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Daher wirken die Außenelektrode und-die Kappe miteinander zusammen,
um eine Ionisationskammer zu bilden. Die Außenelektrode ist mit Raucheinlaßöffnungen
versehen, um Rauch in die Ionisationskammer einzuführen. Eine elektrische Schaltung
dient dazu, um Impulssignale einer relativ hohen Spannung an die Außenelektrode
zu legen und um das Vorliegen von Rauch aufgrund der Größe des durch die Innenelektrode
fließenden Stromes zu erfassen.
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Beispiele für den Stand der Technik und Ausführungsbeispiele der Erfindung
werden anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische
Darstellung eines Beispiels eines herkömmlichen Ionisations-Rauchfühlers, von dem
die Erfindung ausgeht; Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung; Fig. 3 bis 6 Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung, nämlich Fig. 3 eine Vordersicht, Fig. 4 eine Boden- oder Untersicht
von Fig. 3, Fig. 5 eine Draufsicht von Fig. 3 und Fig. 6 einen schematischen Schnitt
VI-VI von Fig. 5; Fig. 7 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Sensor-Sockel-Block-Anordnung;
Fig. 8 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer Leiterplattenanordnung;
Fig. 9 ein Beispiel der Leiterplatte;
Fig. 10 eine perspektivische
Explosionsdarstellung einer Deckelanordnung; Fig. 11 eine perspektivische Darstellung
obiger Anordnungen, die erläutert, wie diese zusammengebaut werden; Fig. 12 ein
Blockschaltbild der elektrischen Schaltung des Ionisations-Rauchfühlers; und Fig.
13 einen Teilschnitt, der die Trennmethode des bei der Erfindung verwendeten Fühlerdeckels
zeigt.
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Fig. 2 ist eine schematische Darstellung des Aufbaues eines Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Zunächst ist darauf hinzuweisen, daß der Deckel und andere Teile
in Fig. 2 wie in Fig. 1 weggelassen sind. Der Ionisations-Rauchfühler enthält in
diesem Ausführungsbeispiel eine Anodenelektrode oder äußere bzw. Außenelektrode
2 und eine Kathodenelektrode oder innere bzw. Innenelektrode 8. Die Außenelektrode
2 hat die Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders, dessen Mantelfläche mit
Raucheinlaßschlitzen 1 versehen ist. Die Öffnung in der Außenelektrode 2 ist durch
eine Schutzkappe oder zweite Außenelektrode 9 verschlossen. D.h., die Schutzkappe
9, die schalenförmig ist, ist an der Außenelektrode 2 festgelegt, um dadurch eine
Ionisationskammer 7 zu bilden. An der Innenfläche der zweiten Außenelektrode oder
Schutzkappe 9 ist die Innenelektrode 8 durch eine Schraube 11 befestigt, wobei dazwischen
ein Isolierstoff 10 liegt. Die Innenelektrode 8 hält eine radioaktive Quelle 3.
Die Anodenelektrode 2, die Schutzkappe 9 und die Kathodenelektrode 8 bestehen aus
einem wärmebeständigen Metall, wie beispielsweise aus rostfreiem Stahl.
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Für dieses Ausführungsbeispiel soll nun ein Fall betrachtet werden,
in dem der Isoiierstoff 10 durch starke Wärme aufgrund eines Feuers vollständig
verbrennt. In diesem Fall löst
sich die radioaktive Quelle 3 zusammen
mit der Innenelektrode 8 von der Schutzkappe 9. Da jedoch die Anodenelektrode 2
und die Schutzkappe 9 fest einstückig miteinander durch beispielsweise Kröpfen verbunden
sind, trennen sie sich nicht voneinander selbst bei einer derart starken Wärme.
Wenn daher die Form der Innenelektrode 8 geeignet gewählt ist, wird wirksam verhindert,
daß die Innenelektrode 8 und damit die radioaktive Quelle 3 aus der Ionisationskammer
7 streuen. Daher ist es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht länger notwendig, wärmebeständige
keramische Materialien für den Isolierstoff 10 wie bisher zu verwenden, und es ist
möglich, Kunstharze zu benutzen, die einfach zu verarbeiten und wenig aufwendig
sind.
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Die Figuren 3 bis 6 zeigen Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Fig. 3 ist eine Vordersicht; Fig. 4 ist eine Boden- oder Untersicht;
Fig. 5 ist eine Vordersicht; Fig. 6 ist ein schematischer Schnitt VI-VI von Fig.
5. Weiterhin sind die Fig. 7, 8, 1-0 und 11 perspektivische Explosionsdarstellungen,
die den Zusammenbau hiervon erläutern. Zunächst wird der Aufbau dieses Ausführungsbeispiels
anhand der Fig. 3 bis 11 beschrieben, und dann wird das Verfahren erläutert, wie
der Fühler dieses Ausführungsbeispiels zusammengebaut wird. Das Ausführungsbeispiel
umfaßt ein Sensorgehäuse aus einem Sensor-Sockel-Block 104 und einem Sensor-Deckel
109. Der Sensor-Sockel-Block 104 und der Sensor-Deckel 109 sind aus Kunstharz geformt
und im wesentlichen kreisförmig (vgl. Figuren 4 und 5). Der Sensor-Sockel-Block
104 ist mit einem Sockel 105 ausgestattet, um einen Innenraum zu bilden.
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Die äußere Randkante des Sockels 105 ist mit einer Seitenwand 104a
und mit mehreren Unterschneidungsteilen 107 (vgl. Fig. 6 und 7) versehen. An den
Stellen der Unterschneidungsteile sind Durchgangslöcher 108 vorhanden, die ein Merkmal
der Erfindung bilden, wie dies weiter unten näher erläutert werden wird. Weiterhin
ist die Innenfläche der Seitenwand 104a des Sensor-Sockel-Blockes 104 mit Einrücknasen
104b an Stellen
entsprechend den Unterschneidungsteilen 107, d.h.
den Durchgangslöchern 108 r ausgestattet (vgl. Fig. 6 und 7).
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Dagegen umfaßt der Sensor-Deckel 109 eine Seitenwand 109a und eine
geneigte Fläche oder einen Deckelteil 109b, der sich vom unteren Ende der Seitenwand
109a erstreckt. Die Seitenwand 109a ist in die Seitenwand 104a des Sockel-Blockes
104 eingepaßt. Die äußere Mantelfläche der Seitenwand 109 ist mit zweiten Einrücknasen
109c versehen, die in die Einrücknasen 104b eingreifen können (vgl. Fig. 6 und 11).
Wenn daher die Seitenwand 109a in die Seitenwand 104a eingepaßt wird, greifen die
beiden Einrücknasen 104b und 109c ineinander ein, wodurch der Sensor-Sockel-Block
104 und der Sensor-Deckel 109 einstückig zusammen festgelegt werden, um das Gehäuse
zu bilden.
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Ein mit einem Boden versehener Zylinderteil 110 erstreckt sich senkrecht
nach unten von der inneren Randkante der geneigten Fläche 109b des Sensor-Deckels
109. Die Seitenfläche des Zylinderteiles 110 ist mit mehreren Durchgangslöchern
110a versehen, die als Raucheinlaßlöcher wirken. Der Boden des Zylinderteiles 110
ist mit einem Einrückloch 110b ausgestattet, an dem eine weiter unten näher zu erläuternde
Abschlußkappe 113 angebracht ist. Die Innenfläche des Sensor-Deckels 109 ist mit
einem Schirmdeckel 111 (vgl. Fig. 10) ausgestattet, der durch Pressen so geformt
ist, daß er im wesentlichen die gleiche Gestalt wie der Sensor-Deckel 109 besitzt.
Der Schirmdeckel 111 umfaßt eine Seitenwand 111a, die sich entlang der Seitenwand
109a des Sensor-Deckels 109 erstreckt, und eine geneigte Fläche 111b, die sich vom
unteren Ende der Seitenwand 111a erstreckt. Die geneigte Fläche 111b ist mit mehreren
geschlitzten Leitflächen oder Rippen 111c (vgl. Fig. 10) ausgestattet, die zum Einbauen
einer Unterteilungsplatte 125 dienen. Weiterhin greift ein Einrückloch 111d in eine
Einrücknase 109d auf dem Sensor-Deckel 109 ein, wodurch der Schirmdeckel
111
und der Sensor-Deckel 109 zusammengehalten werden.
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Ein zylinderförmiges Netz, das beispielsweise aus einer dünnen, rostfreien
Stahlschicht hergestellt ist, die in Maschenform beispielsweise durch Ätzen verarbeitet
ist, liegt auf dem Zylinderteil 110 des Sensor-Deckels 109. Das Netz 114 verhindert,
daß kleine Insekten in die Vorrichtung durch die Durchgangslöcher 110a eindringen.
Das Netz 114 ist zwischen der Abschlußkappe 113 (vgl. Fig. 10) und dem Zylinderteil
110 gehalten, indem die Abschlußkappe 113 in das Loch 110b des Zylinderteiles 110
eingepaßt wird, und es rist am Sensor-Deckel 109 beispielsweise durch Ultraschallschweißen
festgelegt.
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Der Sockel 105 ist mit Befestigungsrippen 106 (vgl. Fig. 7) versehen,
um eine Leiterplatte 118 in einer Lage festzulegen.
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Die Leiterplatte 118 ist mit Durchgangslöchern 119 (vgl. Fig.
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9 und 11) versehen, die den Rippen 106 zugeordnet sind. Daher erstrecken
sich Einrückteile am vorderen Ende der Befestigungsrippen 106 durch die Durchgangslöcher
119, um in die Leiterplatte 118 einzugreifen, wodurch diese am Sockel 105 festgelegt
wird. Zwischen der Leiterplatte 118 und dem Sockel 105 sind eine Schirmplatte 115
und eine Isolierschicht 116 (vgl.
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Fig. 6 und 7) vorgesehen. Die Schirmplatte 115 weist auf ihrem Rand
geschlitzte Rippen lISa auf, die am oberen Ende der Seitenwand des Sensor-Deckels
109 anliegen, wenn der Sensor-Deckel 109 in den Sensor-Sockel-Block 104 eingepaßt
ist. Daher werden diese geschlitzten Rippen 115a federnd zwischen dem Sockel 105
und dem Sensor-Deckel 109 gehalten. Andererseits besteht die Isolierschicht 116
aus einem isolierenden Material, wie beispielsweise einem Polyesterfilm und verhindert
wirksam, daß die Schirmplatte 115 und der freiliegende Teil der Leiterplatte 118
einander elektrisch kontaktieren. Die Schirmplatte 115 und die Isolierschicht 116
sind am Sockel 105 durch eine Schraube 117 befestigt (vgl. Fig. 6).
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Die Leiterplatte 118 weist ein leitendes Muster auf, wie dieses beispielsweise
in Fig. 9 gezeigt ist, und elektrische
Bauelemente E, wie beispielsweise
integrierte Schaltungen, sind an ihr befestigt, wie dies in Fig. 8 angedeutet ist.
Die Leiterplatte 118 ist mit zwei Sätzen von Dreieck-Durchgangslöchern 118a und
118b ausgeführt (vgl.Fig. 8 und 9). Die Durchgangslöcher 118a dienen zum Befestigen
einer Innenelektrode oder Kathodenelektrode 120 (vgl. unten), während die Durchgangslöcher
118b zum Befestigen einer Außenelektrode oder Anodenelektrode 124 (vgl. unten) vorgesehen
sind. Die Kathodenelektrode, insbesondere die Innenelektrode 120, hat im wesentlichen
die Form einer Scheibe aus wärmebeständigem Metall, wie beispielsweise rostfreiem
Stahl, und weist auf ihrem Rand drei sich im wesentlichen senkrecht erstreckende
Befestigungsbeine 120a auf. Die Befestigungsbeine 120a sind in die zugeordneten
Löcher 118a eingeführt und an den leitenden Mustern 118c verlötet, die um die Löcher
118a ausgeführt sind, wodurch die Kathodenelektrode 120 mechanisch an der Leiterplatte
118 festgelegt und elektrisch mit dieser verbunden wird.
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Eine radioaktive Quelle 121 ist zwischen der Innenelektrode, insbesondere
der Kathodenelektrode 120, und der Leiterplatte 118 angeordnet. Die radioaktive
Quelle 121 ist zwischen einer Befestigungsplatte 122 für die radioaktive Quelle
in der Form einer Scheibe aus beispielsweise rostfreiem Stahl und der Kathodenelektrode
120 gehalten, und sie ist einteilig mit der Kathodenelektrode gehalten, indem die
Befestigungsplatte 122 an der Kathodenelektrode 120 festgelegt ist. Die Befestigungsplatte
122 kann an der Kathodenelektrode 120 beispielsweise durch Kröpfen festgelegt sein.
Die Außenelektrode, insbesondere die Anodenelektrode 124, liegt in der Form eines
mit einem Boden versehenen Zylinders aus einem wärmebeständigen Material, wie beispielsweise
rostfreiem Stahl, vor. Daher hat die Außenelektrode 124 eine öffnung, deren Kante
einteilig mit Befestigungsbeinen 124a ausgeführt ist. Dagegen ist die Rückseite
der Leiterplatte 118 mit einer zweiten Anodenelektrode
123 ausgestattet,
die als eine Schutzkappe oder als ein Schutzglied dient. Die zweite Anodenelektrode
123 liegt im wesentlichen in der Form einer aus einem wärmebeständigen Metall, wie
beispielsweise rostfreiem Stahl, bestehenden Scheibe vor.
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Befestigungsbeine 123a erstrecken sich von der Randkante der zweiten
Anodenelektrode 123 und sind parallel mit der Leiterplatte 118 gebogen, wobei ein
Schlitz 123b in jeder Biegung ausgeführt ist. Die Befestigungsbeine 124a der Außenelektrode
insbesondere der Anodenelektrode 124, erstrecken sich durch die zugeordneten Durchgangslöcher
118b und dann durch die zugeordneten Schlitze 123b. Die oberen Enden der Befestigungsbeine
124a sind dann verwunden und verlötet, wodurch die Anodenelektrode 124 und die zweite
Anodenelektrode 123 fest miteinander verbunden sind. Diese Anodenelektroden 124
und 123 bilden die Ionisationskammer, wie dies oben erläutert wurde.
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Die Anodenelektrode 124 ist mit Raucheinlaßlöchern 124b versehen.
Durch geeignetes Wählen der Form und-Größe der Raumeinlaßlöcher 124b kann die Möglichkeit
vermieden werden, daß die radioaktive Quelle 21 aus der Ionisationskammer streut
und freigesetzt wird. Selbst wenn der Rauchfühler beispielsweise bei einem Feuer
vollständig abbrennt, kann die radioaktive Quelle 21 ohne Ausfall wiedergewonnen
werden, wenn lediglich die Anodenelektrode 124 und die zweiten Anodenelektrode 123
insgesamt wiedergewonnen werden. Ein derartiges Wiedergewinnen kann sehr einfach
bewirkt werden Zusätzlich können die Elektroden 120, 123 und 124 in eine vorbestimmte
Form beispielsweise durch Pressen geformt werden.
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Die Unterteilungsplatte 125 ist durch die geschlitzten Rippen 111c
der Schirmplatte 111 gehalten, wie dies oben erläutert wurde. Die Unterteilungsplatte
125 besteht aus einem Isolierstoff, wie beispielsweise Polyesterfilmen, und weist
ein Loch 126 zum Aufnehmen der Anodenelektrode 124 auf. Die Anodenelektrode 124
ist in das Loch 26 eingepaßt, wodurch verhindert wird, daß Rauch, der in das Gehäuse
geströmt ist, nach außen strömt.
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Der Sensor-Sockel-Block 104 hat Aufhänger 127, die an dessen Sockel
105 durch Schrauben 128 festgelegt sind. Die Aufhänger 127 dienen zum Verbinden
der auf der Leiterplatte ausgeführten elektrischen Schaltung mit einer (nicht gezeigten)
äußeren Strom- bzw. Spannungsquelle. Daher sind Verbindungsanschlüsse 129 zwischen
den Aufhängern 127 und der Leiterplatte 118 vorgesehen, wodurch eine vorbestimmte
Versorgungsspannung an der elektrischen Schaltung über die Aufhänger 127 liegt.
Weiterhin ist die Außenfläche des Sockels mit einem isolierenden Deckel 120 ausgestattet,
der im wesentlichen die Form einer Scheibe besitzt (vgl. Fig. 5). Der Sockel 105
hat auch Anschlüsse 131 zum Ableiten des erfaßten Ausgangssignales.
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Im folgenden wird in Einzelheiten anhand der Figuren 7, 8, 10 und
11 erläutert, wie der Fühler dieses Ausführungsbeispiels einschließlich der beschriebenen
Bauelemente zusammengebaut wird. Zunächst wird erläutert, wie die jeweiligen Anordnungen
einzeln zusammengebaut werden, und dann wird anhand der Fig.
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11 die Art und Weise beschrieben, in der die allgemeine Anordnung
zusammengebaut wird.
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In der Fig. 7 ist die Art und Weise des Zusammenbauens der Sensor-Sockel-Block-Anordnung
dargestellt. Diese Sensor-Sockel-Block-Anordnung umfaßt grundsätzlich die Schirmplatte
115 und die Isolierschicht 116. Zunächst werden die Aufhänger 127 auf die Rückseite
des Sockels 105 gebracht, und die Schrauben werden von der entgegengesetzten Seite
eingetrieben, um die Aufhänger 127 an der Rückseite des Sockels 105 zu befestigen.
Danach werden die Verbindungsanschlüsse 129 eingeführt, so daß sie sich durch den
Sockel 105 erstrecken, und mit den Aufhängern 127 verlötet. Die Ausgangsanschlüsse
131 werden ebenfalls am Sockel 105 festgelegt. Die Schirmplatte 115 und die Isolierschicht
116 werden in dieser Reihenfolge auf die entgegengesetzt- Seite des Sockels 105
gebracht und an diesem durch Schrauben 117 befestigt. Auf diese Weise wird
die
Sensor-Sockel-Block-Anordnung zusammengebaut.
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In der Fig. 8 ist die Art und Weise des Zusammenbauens der Leiterplatte
gezeigt. Die Leiterplattenanordnung umfaßt grundsätzlich die Leiterplatte 118, auf
der die elektrischen Bauelemente E befestigt und elektrisch verbunden sind, die
Innenelektrode 120 mit der daran festgelegten radioaktiven Quelle 121, die Außenelektrode
124 und die Kappe (zweite Anodenelektrode) 123. Zunächst werden die vorbestimmten
elektrischen Bauelemente E auf der Leiterplatte 118 befestigt, und die Verdrahtung
erfolgt beispielsweise durch Löten. Die radioaktive Quelle 121 wird dann zwischen
der Befestigungsplatte 122 und der Kathodenelektrode 120 gehalten und an der Kathodenelektrode
120 befestigt. Danach werden die Befestigungsbeine 120a der Kathodenelektrode 120
in die zugeordneten Löcher 118a in der Leiterplatte 118 eingeführt und in ihrer
Lage beispielsweise durch Kröpfen festgelegt, und die Befestigungsbeine 120a werden
weiterhin an der Leiterplatte 118 beispielsweise durch Löten befestigt. Danach wird
die Außenelektrode, insbesondere die Anodenelektrode 124, eingebaut, indem deren
Befestigungsbeine 124a in die zugeordneten Löcher 118b in der Leiterplatte 118 eingeführt
werden, bis sie über die Rückseite der Leiterplatte 118 vorspringen. Die zweite
Anodenelektrode 123 wird auf die Rückseite der Leiterplatte 118 derart aufgebracht,
daß die vorspringenden Befestigungsbeine 124a in die Schlitze 123b in der Kappe,
insbesondere in der zweiten Anodenelektrode 123, eingeführt sind. Danach werden
die Enden der Befestigungsbeine 124a verbunden und dann für ein sicheres Befestigen
verlötet. Auf diese Weise wird die Leiterplattenanordnung zusammengebaut.
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In der Fig. 10 ist die Art und Weise des Zusammenbauens der Sensor-Deckel-Anordnung
einschließlich des Schirmdeckels gezeigt. Die Unterteilungsplatte 125 ist mit ihrem
Außenrand so positioniert, daß dieser in die geschlitzten Rippen 111c auf
der
geneigten Fläche 111b des Schirmdeckels 111 eingreift, wodurch die Unterteilungsplatte
125 durch den Schirmdeckel 111 gehalten wird. Danach werden die auf dem Sensor-Deckel
109 ausgeführten Einrücknasen 109c (vgl. Fig. 6) in die Einrücklöcher 111d im Schirmdeckel
111 eingeführt, um den Schirmdeckel 111 entlang der Innenfläche des Sensor-Deckels
109 zu halten. Was den Sensor-Deckel 109 anbelangt, so wird das in Ringform ausgeführte
Netz 114 zwischen der Abschlußkappe 113 und dem Sensor-Deckel 109 gehalten, indem
die Abschlußkappe 113 in das Loch 110b eingeführt wird. Es folgt ein Ultraschalischweißen
oder dgl. Auf diese Weise wird die Sensor-Deckel-Anordnung zusammengebaut.
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In der Fig. 11 ist der so abgeschlossene Zusammenbau gezeigt.
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Die Leiterplattenanordnung wird an der Sensor-Sockel-Block-Anordnung
befestigt. D.h., die Befestigungsrippen 106 werden in die zugeordneten Durchgangslöcher
119 eingeführt, um die Leiterplatte 118 durch die Einrücknasen 106a zu verriegeln.
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Zusätzlich werden zu dieser Zeit die Verbindungsanschlüsse 129 für
die Strom- bzw. Spannungsquelle in die zugeordneten Löcher in der Leiterplatte 118
eingeführt und in ihrer Lage beispielsweise durch Löten festgelegt. Weiterhin werden
die Anschlüsse zum Ableiten der erfaßten Ausgangssignale von der elektrischen Schaltung
einschließlich der Leiterplatte 118 auf der Leiterplatte an vorbestimmten Stellen,
beispielsweise durch Löten, wie bei den Verbindungsanschlüssen 129 befestigt.
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Danach wird die Anodenelektrode 124 in das Loch 126 in der in der
Schirmdeckelanordnung enthaltenen Unterteilungsplatte 125 eingeführt, und die Einrücknasen
109b auf dem Sensor-Deckel 109 und die Einrücknasen 104b auf dem Sensor-Sockel-Block
104 werden miteinander in Eingriff gebracht. Auf diese Weise wird der in den Fig.
3 bis 6 gezeigte Ionisations-Rauch fühler zusammengebaut.
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Anhand der Fig. 12 wird die elektrische Schaltung eines derartigen
Ionisations-Rauchfühlers
näher beschrieben. Eine solche elektrische Schaltung ist hauptsächlich auf der Leiterplatte
118 angeordnet. Ein Rechtecksignal von einem Rechtecksignal-Generator 201 liegt
an der Außenelektrode, insbesondere an der Anodenelektrode 124. Die Innenelektrode,
insbesondere die Kathodenelektrode 120, ist mit einem Verstärker 205 verbunden,
dessen Ausgang an einen Eingangsanschluß (-) eines Vcrgleichers 206 angeschlossen
ist. Der andere Eingangsanschluß (+) des Vergleichers 206 ist mit einem Punkt 209
einer Reihenschaltung zwischen einem Widerstand 207 und einem veränderlichen Widerstand
oder halb festgelegten Widerstand 208 verbunden. Daher wird eine Spannung (+V) durch
die Reihenschaltung aus dem Widerstand 207 und dem veränderlichen Widerstand 208
geteilt, und ein Bruchteil hiervon tritt am Verbindungspunkt 209 als eine Bezugsspannung
auf. Am Vergleicher 206 wird ein Ausgangssignal erhalten, wenn das Ausgangssignal
des Vergleichers 205 die Bezugsspannung erreicht. Dieses erfaßte Signal vom Vergleicher
206 wird über die Ausgangsanschlüsse 131 (vgl. Fig. 5 und 11) abgegeben und zu einer
Steuerschaltung 210 gespeist. Abhängig von dem vom Vergleicher 206 erfaßten Signal
steuert die Steuerschaltung 210 eine (nicht gezeigte) Warneinrichtung an oder löst
einen (nicht gezeigten) Berieselungsapparat aus.
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Im Betrieb liegt eine relativ hohe Rechtecksignalspannung an der Außenelektrode,
insbesondere an der Anodenelektrode 124.
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Als Ergebnis wird die an der Innenelektrode, insbesondere an der Kathodenelektrode
120, festgelegte radioaktive Quelle 121 ionisiert, um die Ionisationskammer mit
Ionen zu füllen. Im stetigen Zustand erzeugt die Kathodenelektrode 120 einen konstanten
Ausgangsstrom, und damit erzeugt auch der Vergleicher 205 eine konstante Ausgangsspannung.
Jedoch ist eine derartige Ausgangs spannung im stet-igen Zustand ausreichend kleiner
als die durch den veränderlichen Widerstand 208 eingestellte Bezugsspannung. Wenn
Rauch, beispielsweise von einem Feuer,
in die Ionisationskammer
durch die Raucheinlaßschlitze 124b strömt, ändert sich der Zustand des elektrischen
Stromes in dieser Kammer, wobei ein erhöhter Ausgangsstrom von der Kathodenelektrode
120 erzeugt wird. Deshalb erzeugt auch der Verstärker 205 eine erhöhte Ausgangsspannung,
die höher als die Bezugsspannung vom Verbindungspunkt 209 ist. Ein Ausgangssignal
wird vom Vergleicher 206 erhalten, so daß das Vorliegen von Rauch durch den Rauchfühler
erfaßt wird.
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In Fig. 12 ist eine Schutzelektrode 202 zwischen der Außenelektrode
124 und der Innenelektrode 120 vorgesehen. Die Schutzelektrode 203 ist geerdet.
Eine derartige Schutzelektrode ist auf der Leiterplatte ausgeführt, wie dies in
Fig. 9 gezeigt ist. Insbesondere liegt auf der Leiterplatte 118 die Schutzelektrode
202 zwischen einer Elektrode 118c zum Befestigen der Außenelektrode 124 und einer
Elektrode 118d zum Befestigen der Innenelektrode 120. Eine derartige Schutzelektrode
202 verhindert wirksam, daß ein Leckstrom zwischen den beiden Elektroden 120 und
124 fließt. Ein Widerstand 203 liegt zwischen der Kathodenelektrode 120 und der
Schutzelektrode 202, insbesondere Erde, während ein Widerstand 204 zwischen der
Anodenelektrode 124 und Erde, insbesondere der Schutzelektrode 209, vorgesehen ist.
Diese Widerstände 203 und 204 ermöglichen es, daß der zwischen der Anodenelektrode
124 und der Kathodenelektrode 120 erzeugte Leckstrom nach Erde fließt, wodurch der
Ionenstrom in der Ionisationskammer gegenüber nachteilhaften Einflüssen geschützt
wird. Weiterhin wird der Leckstrom aufgrund des Widerstandes 204 in eine Richtung
getrieben, die den Ionenstrom in der Ionisationskammer verringert, wodurch eine
Fehlfunktion aufgrund eines Leckstromes infolge von Feuchtigkeit und Staub zwischen
der Anodenelektrode 124 und der Kathodenelektrode 120 ausgeschlossen wird. Wenn
auf diese Weise die Schutzelektrode auf der Leiterplatte 118 ausgeführt ist, kann
si gleichzeitig mit der Herstellung anderer Teile der die elektrische Schaltung
bildenden Leiterplatte gefertigt werden, ohne einen speziellen Verfahrensschritt
zum
getrennten Erzeugen der Schutzelektrode zu benötigen. Daher kann eine stabilisierte
Vorrichtung, die keine Fehlfunktion aufgrund eines Leckstromes aufweist, weniger
aufwendig mittels einer einfacheren Anordnung erzeugt werden.
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Ein Vorteil der oben beschriebenen Erfindung liegt im Zusammenbauen
und Zerlegen des Sensor-Sockel-Blockes 104 und des Sensor-Deckels 109. Insbesondere
wird im Sensor-Sockel-Block 104 und im Sensor-Deckel 109, die in der in Fig. 11
gezeigten Weise zusammengebaut sind, ein freier Raum C zwischen der Seitenwand 109a
des Sensor-Deckels 109 und der Seitenwand 104a des Sensor-Sockel-Blockes 104 gebildet,
wie dies in Fig. 6 gezeigt ist. Dieser freie Raum C steht in Verbindung mit dem
Durchgangsloch 108 im Unterschneidungsteil 107. Wenn daher der Sensor-Sockel-Block
104 und der Sensor-Deckel 109 voneinander getrennt werden, ist es nicht möglich,
daß Kratzer auf den Seitenflächen der Seitenwände 104a und 109a gebildet werden.
D.h., wenn der Sensor-Sockel-Block 104 und der Sensor-Deckel 109 voneinander getrennt
werden sollen, so kann dies erfolgen, indem beispielsweise das Vorderende eines
Schraubenziehers D in den freien Raum C durch das Durchgangsloch 108 im Unterschneidungsteil
107 eingeführt und dann der Schraubenzieher D in der Pfeilrichtung gedreht wird.
Dadurch wird der Eingriff zwischen den Einrücknasen 104b und den Einrücknasen 109b
auf dem Sensor-Deckel 109 gelöscht.
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Der Bereich, in dem der Schraubenzieher D eingeführt wird, ist im
wesentlichen das Innere des Gehäuses. Selbst wenn daher Kratzer durch das Vorderende
eines derartigen Schraubenziehers D erzeugt werden sollten so können diese Kratzer
nicht von außen eingesehen werden. Daher besteht keine Möglichkeit, daß Kratzer,
die von außen eingesehen werden können, aufgrund der Trennung des Gehäuses erzeugt
werden. Somit kann der Anfangszustand beibehalten werden.