[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lufterhitzer mit einem Anschlussgehäuse
für den Anschluss der elektrischen Energieversorgung und die zu erhitzende Luft und
einem an dem Anschlussgehäuse über einen Trägerkörper befestigten Heizelement, wobei
in dem Anschlussgehäuse mindestens zwei Netzspannung führenden Kontaktelemente angeordnet
sind.
[0002] Derartige Lufterhitzer sind allgemein bekannt und finden umfangreich Anwendung in
der Industrie. Die Lufterhitzer erhitzen für die vielfältigsten Fertigungsprozesse
entweder die von einer externen Luftquelle (Gebläse) herangeführte oder durch ein
direkt an dem Lufterhitzer angeschlossenes Gebläse erzeugte Luft. Dabei wird die Luft
durch ein Anschlussgehäuse für die elektrische Versorgung hindurch oder daran vorbei
geführt und anschließend durch ein Heizelement erwärmt.
[0003] Diese Geräte müssen für die erzeugte Wärme und den Dauerbetrieb robust aufgebaut
sein. Darüber hinaus soll auch die Montage möglichst einfach und schnell möglich sein,
da eine Vielzahl derartiger Geräte in der Serienproduktion hergestellt werden. Bei
den bisherigen Geräten erfordert gerade der Anschluss der elektrischen Anschlüsse
bei der Montage erheblich Zeit.
[0004] So ist bisher üblich die elektrische Kontaktierung insbesondere auch wegen der Isolation
gegenüber der Gehäuse durch flexible Einzellitzen oder flexible Anschlussplattenverbinder
herzustellen, wobei die elektrische Verbindung an den Kontaktstellen in der Regel
durch Impulsschweißen oder durch Handlöten hergestellt wird. Eine derartige Verbindung
ist zeitaufwendig herzustellen und verursacht hohe Montagekosten. Zudem besteht die
Gefahr, dass die Verbindungsstelle durch mechanische Schläge oder Vibrationen unterbrochen
und das Gerät dadurch funktionsunfähig wird. Ein weiterer Nachteil derartiger Litzenverbindungen
ist die aufwendige Trennung der Verbindung im Reparaturfall.
Elektrische Verbindungen werden auch bei speziellen Anwendungen durch gummielastische,
elektrisch leitfähige Verbindungselemente hergestellt, wobei die beschriebenen Nachteile
nicht auftreten. Derartige elastische Verbindungselemente zur Kontaktierung elektrischer
Bauelemente sind in zahlreichen Ausführungsformen bekannt und werden von vielen Herstellern
unter der Bezeichnung Leitgummi auf dem Bauteilemarkt angeboten. Durch den Begriff
Leitgummi wird zum Ausdruck gebracht, dass es sich dabei um ein Bauteil mit gummiähnlichen
Eigenschaften handelt, welches elektrisch leitfähig ist. Es ist jedoch nicht zwingend
aus Gummi hergestellt. Die elektrische Leitfähigkeit von Leitgummis wird durch Anreicherung
des isolierenden Basismaterials mit leitfähigen Materialien erzeugt. So verwendet
man seit langem derartige Kontaktvorrichtungen zur elektrischen Kontaktierung von
LCD-Displays mit den Leiterbahnen von bestückten Schaltungs-Anschlussplatten (DE 88
08 947 U1).
[0005] Schwierigkeiten bei der Anwendung von Leitgummis ergeben sich immer dann, wenn die
zu kontaktierenden Bauelemente eine von der parallelen Lage abweichende Lage einnehmen
und/oder die Oberflächen nicht plan sind. Dann werden üblicherweise speziell ausgestaltete
Leitgummis eingesetzt, die an die Geometrien und an die räumliche Lage der zu kontaktierenden
Kontaktstellen angepasst sind. Da auch derartige Leitgummis ebenfalls elastische Eigenschaften
haben müssen, ist jedoch eine sichere Positionierung und damit eine exakte Kontaktgabe
problematisch, da sich die Leitgummis beim Aufbau des notwendigen Kontaktdruckes unkontrollierbar
verformen können.
[0006] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen derartigen Lufterhitzer vorzuschlagen,
bei dem durch den Aufbau und die Anordnung der Anschlüsse für die Übertragung der
elektrischen Heizleistung eine kostengünstige und schnelle Montage möglich ist. Zusätzlich
soll auch der Anschluss für eine zugeordnete Steuereinrichtung leicht möglich sein.
[0007] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lufterhitzer mit den Merkmalen des
Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen
zu entnehmen.
[0008] Der erfindungsgemäße Lufterhitzer weist ein Anschlussgehäuse für die elektrische
Energieversorgung und die zu erhitzende Luft, sowie ein am Anschlussgehäuse über einen
Trägerkörper befestigtes Heizelement auf. Im Anschlussgehäuse ist der Trägerkörper
zur Übertragung der Heizleistung über eine Steckverbindung in Form von Steckkontaktstiften
am Trägerkörper und entsprechenden Steckkontaktteilen im Anschlussgehäuse mit einer
Anschlussplatte verbunden, auf der sich beispielsweise Anschlussklemmen für den Netzanschluss
befinden. Hierzu weist das Anschlussgehäuse in der dem Heizelement zugewandten Gehäusewand
mindestens zwei, mit den am Trägerkörper angeordneten Steckkontaktstiften fluchtende
Einstecköffnungen auf. Die Steckkontaktstifte sind in einem Aufnahmewinkel im Anschlussgehäuse
gegenüber dem Anschlussgehäuse, das üblicherweise metallisch ausgebildet ist, elektrisch
isoliert gelagert.
[0009] Vorteilhafterweise ist der Aufnahmewinkel im Anschlussgehäuse eingelegt und weist
mindestens zwei angeformte Dome auf, die durch die Einstecköffnungen durchführen und
die Steckkontaktstifte isolieren. Grundsätzlich können noch weitere Dome für andere
Anschlüsse vorhanden sein. Die Dome dienen neben der Isolierung auch als Abstandshalter
bei der Montage für den Trägerkörper. Außerdem sind Anlageelemente und mindestens
ein Befestigungselement für die Anschlussplatte vorgesehen. Durch diese Ausbildung
des Aufnahmewinkels als Einlegeteil ist eine schnelle Montage möglich, wobei gleichzeitig
eine stabile Durchführung für die elektrische Heizenergie mit entsprechender Isolierung
gegenüber dem Anschlussgehäuse gewährleistet wird. Hierzu ist vorzugsweise der Aufnahmewinkel
mit dem Anschlussgehäuse verrastbar
[0010] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind zum Abgriff von Referenzspannungen
für die Steuereinrichtung die Steckkontaktstifte mit den Kontaktbahnen der Anschlussplatte
über gummielastische, leitfähige Verbindungselemente verbindbar, um Signale zu einer
auf der Anschlussplatte angeordneten Steuereinrichtung (Mikroprozessor) zu verbinden.
Vorzugsweise wird zur Kontaktierung und Verbindung der Kontaktflächen der Anschlussplatte
und der Steckkontaktstifte Leitgummi eingesetzt, das zu einem gummielastischen elektrisch
leitenden Formteil verarbeitet ist. Der an sich isolierende Grundstoff ist mit elektrisch
leitfähigen Partikeln aus Metall oder Kohlenstoff angereichert, wodurch das Leitgummi
stromleitfähig ist. Durch Variation des leitfähigen Materials bzw. dessen Anteils
lässt sich der Leitwert des Verbindungselements verändern. Damit kann über die auf
der Anschlussplatte angeordnete Steuereinrichtung die Spannung an den Steckkontaktstiften
erfasst und ausgewertet werden. Zusätzlich können die Verbindungselemente auch zur
Strombegrenzung verwendet werden.
[0011] In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird das elastische Verbindungselement in einer
als U-förmige Halbschale ausgebildeten Lagerschale am Boden des Aufnahmewinkels gehaltert.
Die Aufnahme des elastischen Verbindungselements in der Lagerschale bewirkt eine lagegenaue
Positionierung sowie eine Abstützung, damit sich das Verbindungselement beim Aufbau
des Kontaktdruckes nicht unkontrollierbar verformt.
[0012] Das Anschlussgehäuse nimmt über den Aufnahmewinkel die aus Steckkontaktteilen und
den korrespondierenden Steckkontaktstiften bestehende Steckverbindung sowie die Steuereinrichtung
in einer abgeschlossenen Kammer auf. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die
Steckkontaktstifte als zylindrische Kontaktbuchsen ausgeführt, die auf einem ringförmigen
Trägerkörper angeordnet sind. Die korrespondierenden Steckkontaktteile sind stiftförmig
ausgebildet und an isolierten elektrischen Einzellitzen leitend angeschlagen, die
über Klemmenblöcke mit der Anschlussplatte der Steuereinrichtung verbindbar sind.
Es ist jedoch auch möglich, am Trägerkörper Steckerstifte und an den Litzen Steckbuchsen
vorzusehen. Der Trägerkörper weist mehrere Steckkontaktstifte auf, von denen mindestens
zwei Netzspannung führen. Die nicht Netzspannung führenden Steckkontaktstifte werden
zum Anschluss von Sensoren der Steuereinrichtung und/oder zur Erdung metallischer
Geräteteile verwendet. Die für Regelung durch die Steuereinrichtung benötigten Spannungen
oder Signale werden an den Steckkontaktstiften abgenommen, die durch die gummielastischen
Verbindungselemente kontaktierbar sind.
[0013] Vorzugsweise ist das Verbindungselement einstückig und homogen ausgeführt und weist
an seinem Körper eine Aussparung zur Aufnahme des Steckkontaktstifts auf. Die Aussparung
ist an die Geometrie und an die Maße des Steckkontaktstifts angepasst und vorteilhafterweise
als Bohrung ausgeführt, wobei der Innenumfang der Bohrung geringfügig kleiner ist
als der Außenumfang des Steckkontaktstifts. Durchdringt der Steckkontaktstift die
Bohrung des Verbindungselements, so wird die Bohrung aufgeweitet, wodurch das Verbindungselement
formschlüssig und mit Druck am Mantel des Steckkontaktstifts anliegt.
[0014] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Verbindungselement an der
der Anschlussplatte zugeordneten Seite ein Anpresselement zur Kontaktierung der Kontaktbahnen
der Anschlussplatte auf. Das Anpresselement ragt aus dem Körper des Verbindungselements
hervor, ist zylindrisch ausgeführt und am Körper des Verbindungselements angeformt.
Das Anpresselement kann auch eine andere Form aufweisen oder aus mehreren einzelnen
Anpresselementen zusammengesetzt sein. Vorteilhafterweise erfolgt die Kontaktierung
der Kontaktbahnen durch Anpressen der Anschlussplatte an die im Aufnahmewinkel gelagerten
Verbindungselemente, welche von den Steckkontaktstiften durchdrungen werden. Durch
das Fixieren der Anschlussplatte am Aufnahmewinkel wird das Verbindungselement zusammengepresst
und der Kontaktdruck aufrechterhalten.
[0015] In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist der Trägerkörper auf der dem
Anschlussgehäuse abgewandten Seite zusätzliche Steckelemente auf, in welche die kreisförmig
angeordneten Anschlusskontakte eines elektrischen Heizelements einsteckbar sind. Die
Steckelemente für das Heizelement sind mit den Steckkontaktstiften des Trägerkörpers
elektrisch leitend verbunden. Vorteilhafterweise sind die Steckkontaktstifte auf dem
Trägerkörper in einer Reihe angeordnet, die parallel zum Boden des Anschlussgehäuses
und des Aufnahmewinkels ausgerichtet ist. Dadurch ist es möglich, die Verbindungselemente
im Anschlussgehäuse in einer Ebene anzuordnen, wodurch nur eine Ausführungsvariante
des Verbindungselements benötigt wird.
[0016] Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
- Figur 1
- eine Explosionszeichnung in perspektivischer Ansicht eines erfindungsgemäßen Lufterhitzers;
- Figur 2
- eine perspektivische Ansicht des Verbindungselements gemäß Figur 1;
- Figur 3
- einen Längsschnitt durch das erfindungsgemäße Lufterhitzer;
- Figur 4
- die perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Lufterhitzers gemäß Figur 3;
- Figur 5
- eine perspektivische Darstellung des Aufnahmewinkels gemäß Figur 1 mit Blick auf die
Trägerkörperseite;
- Figur 6
- eine perspektivische Darstellung des Aufnahmewinkels gemäß Figur 5 mit Blick auf die
Anschlussseite.
[0017] Die Anordnung der Teile im montierten Zustand ist in Figur 1 zur besseren Übersichtlichkeit
als Explosionszeichnung dargestellt, die den montierten Zustand verdeutlicht. Im Folgenden
wird der montierte Zustand beschrieben, der in der Figur 3 im Schnitt dargestellt
ist.
[0018] Das in Figur 1 dargestellte Anschlussgehäuse 6 zur Aufnahme einer Netzspannung führenden
Steckverbindung 3, 16 und einer elektrischen Steuereinrichtung 2 ist mit elektrisch
leitfähigen flexiblen Verbindungselementen 1 zur elektrischen Kontaktierung von auf
einer Anschlussplatte 24 angeordneten, mit elektrischen Bauelementen verbundenen Kontaktbahnen
und Steckkontaktstiften 16 der Steckverbindung 3, 16 ausgestattet. Die Kontaktierung
und Verbindung der Kontaktflächen der Anschlussplatte 24 und der Steckkontaktstifte
16 erfolgt durch ein gummielastisches, elektrisch leitendes Verbindungselement 1.
Das Verbindungselement 1 ist in einer U-förmig ausgebildeten Lagerschale 5 am Boden
des im Anschlussgehäuse 6 eingelegten Aufnahmewinkels 27 gehaltert, wodurch eine lagegenaue
Positionierung sowie eine Abstützung erfolgt.
[0019] Das Anschlussgehäuse 6 nimmt im Aufnahmewinkel 27 die Steckkontaktteile 3 und die
korrespondierenden Steckkontaktstifte 16 in einer abgeschlossenen Kammer 14 auf. Die
Steckkontaktstifte 16 sind als zylindrische Kontaktbuchsen ausgeführt, die auf einem
ringförmigen Trägerkörper 4 angeordnet sind. Die Steckkontaktteile 3 sind an elektrischen
Litzen 17 befestigt, die mit der Anschlussplatte 24 der Steuereinrichtung 2 verbunden
sind. Das Kontaktträgerteil 4 weist vier Steckkontaktstifte 16 auf, von denen mindestens
zwei Netzspannung führen. Die Steuereinrichtung 2 ist mit den Steckkontaktstiften
16 durch drei gummielastischen Verbindungselemente 1 kontaktiert.
[0020] Das Verbindungselement 1 ist einstückig und homogen ausgeführt und weist eine Bohrung
11 zur Aufnahme des Steckkontaktstifts 16 auf. Der Steckkontaktstift 16 durchdringt
die Bohrung 11 des Verbindungselements 1, und liegt formschlüssig und mit Druck am
Mantel des Steckkontaktstifts 16 an.
[0021] Das Verbindungselement 1 weist an der der Anschlussplatte 24 zugeordneten Seite ein
Anpresselement 9 zur Kontaktierung der Kontaktbahnen der Anschlussplatte 24 auf. Das
Anpresselement 9 ragt aus dem Körper 10 des Verbindungselements 1 hervor. Es ist zylindrisch
ausgeführt und am Körper 10 des Verbindungselements 1 angeformt.
[0022] Das Anschlussgehäuse 6 ist dreistückig ausgeführt und besteht aus einem Gehäusekörper
12, einem Aufnahmewinkel 27 und einem nicht dargestellten Gehäusedeckel. Der Gehäusekörper
12 weist einen Luftkanal 19 zur Durchleitung von Druckluft auf, wobei an den Enden
des Luftkanals 19 zwei Anschlussstutzen 22, 23 am Gehäusekörper 12 angeformt sind.
Die Anschlussstutzen 22, 23 sind als Einlassstutzen 23 und Auslassstutzen 22 rund
und in unterschiedlicher Größe ausgeführt. Der Auslassstutzen 22 nimmt den Trägerkörper
4 auf, der ringförmig ausgebildet ist und Luftkanäle 18 zur Durchleitung der Druckluft
aufweist. Das Kontaktieren der gummielastischen Verbindungselemente 1 durch die Steckkontaktstifte
16 erfolgt beim Einstecken des Trägerkörpers 4 in den Auslassstutzen 22 des Anschlussgehäuses
6. In der Gehäusewand 15 des Gehäusekörpers 12 und des Aufnahmewinkels 27 sind im
Bereich des Auslassstutzens 22 mit den Steckkontaktstiften 16 fluchtende Gehäuseöffnungen
13 vorgesehen, durch welche die Steckkontaktstifte 16 in die Kammer 14 des Gehäusekörpers
12 geführt sind.
[0023] Der Trägerkörper 4 weist auf seiner dem Anschlussgehäuse abgewandten Seite zusätzliche
Steckelemente 19 auf, in welche die kreisförmig angeordneten Anschlusskontakte 20
eines elektrischen Heizelements 21 einsteckbar sind. Die Steckelemente 19 für das
Heizelement 21 sind mit den Steckkontaktstiften 16 des Trägerkörpers 14 elektrisch
leitend verbunden. Die Steckkontaktstifte 16 sind auf dem Trägerkörper 4 in einer
Reihe angeordnet, die parallel zum Boden 8 des Anschlussgehäuses 6 und des Aufnahmewinkels
27 ausgerichtet ist. Die Verbindungselemente 1 in der Kammer 14 des Anschlussgehäuse
6 sind in einer Ebene angeordnet, die mit den in einer Reihe angeordneten Gegensteckerteilen
16 fluchtet.
[0024] Das in der Figur 2 vergrößert dargestellte, erfindungsgemäße Verbindungselement 1
ist zur elektrischen Kontaktierung und Verbindung des Gegenkontaktstiftes 16 mit den
Leiterbahnen der Anschlussplatte 24 vorgesehen. Das Verbindungselement 1 weist einen
quaderförmigen Körper 10 und einen zylindrischen Aufsatz 9 auf. Der quaderförmige
Körper 10 wird von einer Bohrung 7 durchdrungen. Mit der Stirnfläche 25 des Aufsatzes
9 sind die Kontaktbahnen der Anschlussplatte 24 und über die Mantelfläche 7 der Bohrung
11 die Steckkontaktstifte 16 kontaktierbar.
[0025] Figur 3 und 4 zeigen das Lufterhitzer im zusammengebauten Zustand im Schnitt und
in perspektivischer Ansicht.
[0026] Figur 5 und 6 zeigen eine Detailansicht des Aufnahmewinkels 27 in perspektivischer
Ansicht. Auf der dem Trägerkörper 4 zugeordneten Seite der Wand 33 sind vier Dome
28 angeformt, in deren Öffnungen 31 die Steckkontaktstifte 16 durchgesteckbar sind.
Die Dome 28 isolieren die Steckkontaktstifte 16 gegenüber dem Anschlussgehäuse 6 elektrisch
und dienen gleichzeitig als Abstandshalter für den Trägerkörper 4 gegenüber der Gehäusewand
15. In dem Aufnahmewinkel 27 befinden sich Anlageelemente 30 für die nicht dargestellte
Anschlussplatte 24. Sie sind im Bereich der Lagerschalen 5 als Stützwand 30 ausgeführt.
Des weiteren sind am Boden 34 des Aufnahmewinkels 27 drei Lagerschalen 5 zur Aufnahme
der Verbindungselemente 1 angeformt, die U-förmig ausgebildet sind, wobei zwischen
zwei Lagerschalen 5 eine Bohrung 32 ausgebildet ist, in die eine nicht dargestellte
Schraube zur Befestigung der Anschlussplatte 24 eingeschraubt werden kann. Der Aufnahmewinkel
27 weist ein am Boden 34 ein Rastelement 35 zum verrasten mit dem Anschlussgehäuse
6 auf. Dadurch kann der Aufnahmewinkel schnell eingelegt und fixiert werden. Die Dome
29 dienen als seitlicher Kontaktschutz.
1. Lufterhitzer mit einem Anschlussgehäuse (6) für den Anschluss der elektrischen Energieversorgung
und die Zuführung der zu erhitzenden Luft und einem an dem Anschlussgehäuse (6) über
einen Trägerkörper (4) befestigten Heizelement (21), wobei in dem Anschlussgehäuse
(6) mindestens zwei Netzspannung führenden Kontaktelemente (3, 16) angeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Anschlussgehäuse (6) in der dem Heizelement (21) zugewandten Gehäusewand (15)
mindestens zwei Einstecköffnungen (13) zur Durchführung von Steckkontaktstiften (16)
aufweist,
die Steckkontaktstifte (16) an dem Trägerkörper (4) angeordnet sind und mit den Einstecköffnungen
(13) in der Gehäusewand (15) fluchten, und
die Steckkontaktstifte (16) in einem Aufnahmewinkel (27) des Anschlussgehäuses (6)
elektrisch isoliert gegenüber dem Anschlussgehäuse (6) gelagert und über Steckkontaktteile
(3) mit einer Anschlussplatte (24) verbunden sind.
2. Lufterhitzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmewinkel (27) in das Anschlussgehäuse (6) einlegbar ist und angeformte
Dome (28), die durch die Einstecköffnungen (13) durchführen und die Steckkontaktstifte
(16) isolieren sowie Anlageelemente (29) und mindestens ein Befestigungselement (33)
für die Anschlussplatte (24) aufweist.
3. Lufterhitzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmewinkel (27) mit dem Anschlussgehäuse (12) verrastbar ist.
4. Lufterhitzer nach Anspruch der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckkontaktstifte (16) auf dem Trägerkörper (4) in einer Reihe angeordnet sind.
5. Lufterhitzer nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) auf der den Steckkontaktstiften (16) gegenüberliegenden Seite,
den Kontaktträger (4) durchdringende Steckelemente (19) aufweist, in welche Anschlusskontakte
(20) des elektrischen Heizelements (21) einsteckbar sind.
6. Lufterhitzer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckelemente (19) auf dem Trägerkörper (4) mit den Steckkontaktstiften (16)
elektrisch leitend verbunden sind.
7. Lufterhitzer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Trägerkörper (4) ringförmig ausgebildet ist und Luftkanäle (18) zur Durchleitung
von Druckluft aufweist.
8. Lufterhitzer nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Steckkontaktstift (16) durch ein gummielastisches Verbindungselement
(1), das in einer, vorzugsweise U-förmigen, Lagerschale (5) des Aufnahmewinkels (27)
angeordnet ist, mit elektrischen Kontaktbahnen der Anschlussplatte (24) zur Signalübertragung
zu einer auf der Anschlussplatte (24) bestückten Steuereinrichtung (2) verbunden ist.
9. Lufterhitzer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (1) ein einstückiges, homogenes Formteil aus metall- oder
graphithaltigen Leitgummi ist und angeformte Kontaktierelemente (7, 9) zur Kontaktierung
der elektrischen Kontaktbahnen der Anschlussplatte (24) sowie der Steckkontaktstifte
(16) aufweist.
10. Lufterhitzer nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung des Verbindungselements (1) mit den Kontaktbahnen der
Anschlussplatte (24) beim Fixieren der Anschlussplatte (24) am Anschlussgehäuse (6)
durch Zusammenpressen des Verbindungselements (1) erfolgt.