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Die Erfindung betrifft ein Elektrogerät mit Gehäuseteil, Halteteil, Leiterplatte, Lüfter und Steckverbinder.
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Es ist allgemein bekannt, dass ein Elektrogerät Wärme erzeugende elektronische Bauelemente aufweist, deren Wärme an die Umgebung abführbar ist über ein Gehäuseteil, das Kühlrippen aufweist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Elektrogerät in einfacher Weise mit hoher Qualität, also geringer Fehlerrate, herstellbar zu machen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei dem Elektrogerät nach den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
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Wichtige Merkmale der Erfindung bei dem Elektrogerät sind, dass das Elektrogerät mit Gehäuseteil, Halteteil, Leiterplatte, Lüfter und Steckverbinder, insbesondere also Platinendirektstecker, ausgeführt ist, wobei der Lüfter mit dem Halteteil verbunden ist,
wobei der Steckverbinder mit dem Halteteil mechanisch verbunden ist, wobei vom Lüfter zum Steckverbinder elektrische Versorgungsleitungen des Lüfters geführt sind,
wobei Lüfter und Halteteil in eine Gehäusetasche, insbesondere Vertiefung, des Gehäuseteils eingeschoben sind,
wobei jeweilige Federkontakte des Steckverbinders in elektrischem Kontakt mit jeweiligen Leiterbahnen der Leiterplatte sind.
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Von Vorteil ist dabei, dass der Lüfter in einfacher Weise mit dem Steckverbinder elektrisch verbindbar ist und der Steckverbinder einerseits und andererseits der Lüfter vom Halteteil gehalten sind. Somit ist eine verdrehte Montage verhinderbar und der Lüfter mit dem Halteteil gemeinsam in die Gehäusetasche einführbar. Auf diese Weise ist eine verdrehgesicherte Montage des Lüfters ermöglicht, da die Länge der Versorgungsleitungen vorgebbar ist und somit bei relativ zum Halteteil verdrehter Montage des Lüfters die Länge der Versorgungsleitungen nicht ausreichend für eine Verbindung des Steckverbinders wäre. Außerdem ist der Lüfter am Halteteil vormontierbar, also verbindbar mit dem Halteteil, so dass beide eine vorkomplettierte Einheit bilden, die im Lager einlagerbar ist und bei Herstellung aus dem Lager als Einheit hervorholbar ist. Außerdem ist der Steckverbinder mit dem Halteteil verbindbar und somit ebenfalls in der vorkomplettierten Einheit vorsehbar. Auf diese Weise ist beim Einschieben der vorkomplettierten Einheit, also des Halteteils mit dem mit ihm verbundenen Lüfter und dem mit dem Halteteil ebenfalls verbundenen Steckverbinder, in die Gehäusetasche ein elektrisches Verbinden des Steckverbinders mit den Leiterbahnen der Leiterplatte ermöglicht. Somit ist also eine einfache Montage ausführbar und durch entsprechende Formgebung der Gehäusetasche die richtige Ausrichtung der vorkomplettierten Einheit zum Gehäuseteil einhaltbar, also eine geringe Fehlerrate oder hohe Qualität in einfacher Weise erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Leiterplatte mit Wärme erzeugenden elektronischen Bauelementen bestückt ist, welche mit dem Gehäuseteil wärmeleitend verbunden sind zur Abfuhr der erzeugten Wärme an die Umgebungsluft. Von Vorteil ist dabei, dass die Verlustwärme über einen Kühlkörper des Gehäuseteils an die Umgebung abführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Gehäuseteil Kühlrippen auf,
insbesondere wobei die Kühlrippen sich in Richtung des vom Lüfter geförderten Luftstroms erstrecken. Von Vorteil ist dabei, dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom entlang der Kühlrippen des Gehäuseteils strömt und somit eine effektive Entwärmung erreichbar ist. Durch die entsprechend korrekte Ausrichtung des Lüfters zu den Kühlrippen ist somit die effektive Entwärmung erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Halteteil elastisch verformbare Dome, insbesondere vier elastisch verformbare Dome, auf, wobei die Dome in entsprechende Vertiefungen des Lüfters eingesteckt sind, so dass der Lüfter mit dem Halteteil in Einsteckrichtung, insbesondere also in Richtung des Einsteckens kraftschlüssig und in Querrichtung zu dieser Einsteckrichtung formschlüssig verbunden ist,
insbesondere wobei elastisch verbiegbare Domabschnitte der Dome in der jeweiligen Vertiefung des Lüfters elastisch vorgespannt sind zur Erzeugung der kraftschlüssigen Verbindung. Von Vorteil ist dabei, dass eine kraftschlüssige Verbindung in Aufsteckrichtung und eine formschlüssige Verbindung in Querrichtung in einfacher Weise herstellbar ist. Somit ist aber auch eine korrekte Ausrichtung des Lüfters in einfacher Weise erreichbar, also eine hohe Qualität bei der Herstellung.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung sind am Halteteil elastisch eine oder mehrere auslenkbare Rastnasen zur formschlüssigen Verbindung, insbesondere Klipsverbindung, mit dem Steckverbinder ausgeformt,
insbesondere die in eine jeweilige entsprechende Vertiefung am Steckverbinder greifen oder einen jeweiligen entsprechenden Absatz des Steckverbinders hintergreifen,
insbesondere wobei die Rastnasen beidseitig des Steckverbinders angeordnet sind. Von Vorteil ist dabei, dass eine einfache und schnelle Herstellung der vorkomplettierten Einheit ausführbar ist. Denn der Steckverbinder ist nur einzuklipsen ins Halteteil und der Lüfter aufzuschieben auf die Dome. Somit ist aber wiederum eine korrekte Ausrichtung zueinander bei der Montage erreichbar, also auch eine hohe Qualität.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist am Halteteil ein Anschlag ausgeformt, welcher den Steckverbinder relativ zum Halteteil in Steckrichtung begrenzt,
insbesondere so dass beim Einstecken des Halteteils in die Gehäusetasche und somit Aufschieben des Steckverbinders auf die Leiterplatte der Steckverbinder am Anschlag anliegt. Von Vorteil ist dabei, dass eine genaue Begrenzung des Steckverbinders und somit Positionierung, insbesondere in Steckrichtung, erreichbar ist, also auch eine hohe Qualität bei der Fertigung.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Länge der elektrischen Versorgungsleitungen derart kurz, dass bei verdrehter Ausrichtung des Lüfters relativ zum Halteteil die elektrischen Versorgungsleitungen nicht vom Lüfter zum Steckverbinder führbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass die Versorgungsleitungen aus dem Lüfter, insbesondere aus dem Lüftergehäuse, außermittig austreten und somit bei Verdrehen des Lüfters zu kurz wären, um zum Steckverbinder zu gelangen, wenn dieser in der vorgesehenen Position am Halteteil gehalten ist. Somit ist eine korrekte Ausrichtung bei der Montage in einfacher Weise einhaltbar. Der Steckverbinder ist in der vorgesehenen Position am Halteteil kraftschlüssig und/oder formschlüssig gehalten.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung treten die elektrischen Versorgungsleitungen axial beabstandet von der axialen Mitte des Lüfters aus dem Lüfter aus,
insbesondere wobei die axiale Richtung die Richtung des vom Lüfter geförderten Luftstroms ist. Von Vorteil ist dabei, dass bei verdrehter Ausrichtung des Lüfters zum Halteteil die Leitungslänge nicht ausreicht, um den Steckverbinder zu erreichen. Somit wird die korrekte Ausrichtung bei der Herstellung erzwungen, wodurch eine hohe Qualität bei der Fertigung erreichbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung erstrecken sich die Dome in die Richtung des vom Lüfter geförderten Luftstroms. Von Vorteil ist dabei, dass die Steckrichtung parallel zur Richtung des geförderten Luftstroms ausgerichtet ist. Somit ist die Ausrichtung des Lüfters klar vorgegeben und eine hohe Qualität bei der Fertigung erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Lüfter als Axiallüfter ausgeführt. Von Vorteil ist dabei, dass die Förderrichtung des Luftstroms parallel zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen ist und somit der geförderte Luftstrom entlang der Kühlrippen strömt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Achse der im Lüfter drehbar gelagerten Welle des Lüfters, mit welcher das Lüfterflügel aufweisende Lüfterrad des Lüfters drehfest verbunden ist, parallel zu dem vom Lüfter geförderten Luftstrom ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass der vom Lüfter geförderte Luftstrom in axialer Richtung gerichtet ist. Der Lüfter ist also als Axiallüfter ausgeführt.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Aufsteckrichtung des Steckverbinders relativ zur Leiterplatte parallel zu dem vom Lüfter geförderten Luftstrom ausgerichtet. Von Vorteil ist dabei, dass beim Einführen der vorkomplettierten Einheit in die Gehäusetasche die Steckverbindung, also auch die elektrische Verbindung zwischen den Federkontakten des Steckverbinders und Leiterbahnen der Leiterplatte herbeigeführt wird. Somit ist beim Einstecken die Positionierung der vorkomplettierten Einheit korrekt einzuhalten und somit auch eine korrekte Fertigung samt elektrischer Verbindungen erreichbar.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Elektrogerät ein Wechselrichter oder ein Umrichter, wobei die Leiterplatte mit steuerbaren Halbleiterschaltern als Wärme erzeugenden Bauelementen bestückt ist,
wobei die Bauelemente wärmeleitend mit dem Gehäuseteil, insbesondere mit den Kühlrippen des Gehäuseteils verbunden ist. Von Vorteil ist dabei, dass das Elektrogerät kompakt ausführbar ist, da die Verlustwärme in einfacher Weise abführbar ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist auf das Gehäuseteil ein Steuerelektronik aufweisendes Modul aufgesetzt, welches zusammen mit dem Gehäuseteil den Raumbereich begrenzt, in welchem das Halteteil mit dem Lüfter aufgenommen ist. Von Vorteil ist dabei, dass die vorkomplettierte Einheit in der Gehäusetasche aufgenommen und somit geschützt umgeben ist vom Gehäuseteil und vom Modul.
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Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung führen Signalleitungen von der Steuerelektronik zu den steuerbaren Halbleiterschaltern, insbesondere so dass die steuerbaren Halbleiterschalter von der Steuerelektronik ansteuerbar sind. Von Vorteil ist dabei, dass das schützende Modul elektrisch verbunden ist mit der Leiterplatte und den darauf bestückten steuerbaren Halbleiterschaltern.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung ist nicht auf die Merkmalskombination der Ansprüche beschränkt. Für den Fachmann ergeben sich weitere sinnvolle Kombinationsmöglichkeiten von Ansprüchen und/oder einzelnen Anspruchsmerkmalen und/oder Merkmalen der Beschreibung und/oder der Figuren, insbesondere aus der Aufgabenstellung und/oder der sich durch Vergleich mit dem Stand der Technik stellenden Aufgabe.
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Die Erfindung wird nun anhand von Abbildungen näher erläutert:
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In der 1 ist ein Bereich eines Gehäuseteils 1 eines Elektrogeräts in Schrägansicht dargestellt, wobei eine Gehäusetasche 3 am Gehäuseteil 1 ausgeformt ist
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In der 2 ist im Unterschied zur 1 ein Halteteil 20 und ein Lüfter 21 in der Gehäusetasche angeordnet.
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In der 3 ist der mit dem Halteteil 20 verbundene Lüfter 21 in Schrägansicht separat dargestellt.
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In der 4 ist das Halteteil 20 in Schrägansicht dargestellt.
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In der 5 ist das Halteteil 20 aus einer anderen Blickrichtung in Schrägansicht dargestellt.
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In der 6 ist das mit dem Lüfter 21 verbundene Halteteil 20 in Schrägansicht dargestellt.
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Wie in den Figuren gezeigt, weist das Gehäuseteil 1 des Elektrogeräts eine an ihm ausgeformte Vertiefung auf, die als Gehäusetasche 3 bezeichenbar ist.
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Das Elektrogerät ist vorzugsweise zur Speisung eines Elektromotors, insbesondere Drehstrommotors, vorgesehen und als ein Umrichter, ein Wechselrichter oder ein Sanftanlaufgerät ausgeführt.
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Am seitlichen Rand der Gehäusetasche 3 ragt eine Leiterplatte 4 des Elektrogeräts hervor.
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Am Gehäuseteil 1 sind Kühlrippen 2 ausgeformt, die im Wesentlichen zueinander und/oder zur Leiterplatte 4 parallel ausgerichtet sind.
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Zur elektrischen Versorgung des Lüfters 21 weist dieser Versorgungsleitungen 30, insbesondere Versorgungskabel, auf, welche zu einem Steckverbinder 31 geführt sind, insbesondere ist. Dieser Steckverbinder 31 ist formschlüssig verbunden mit dem Halteteil 20, welches vorzugsweise als Kunststoffspritzgussteil gefertigt ist.
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Der Steckverbinder 31 weist Federkontakte auf, so dass beim Aufstecken des Steckverbinders auf die Leiterplatte 4 die Federkontakte in elektrischen Kontakt gebracht werden mit auf der Leiterplatte 4 angeordneten Leiterbahnabschnitten. Somit ist die elektrische Versorgung des Lüfters 21 von diesen Leiterbahnabschnitten aus über die Federkontakte und die Versorgungsleitungen 30 ausführbar.
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Dabei ist die Länge des aus dem Lüftergehäuse des Lüfters 21 herausragenden Abschnitts der Versorgungsleitungen 30 derart klein, dass bei einer Verdrehung des Lüftergehäuses um 180° die Länge nicht ausreichend für die Verbindung mit dem Steckverbinder 31 und/oder der Leiterplatte 4 wäre.
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Somit ist die korrekte Montage des Lüfters 21 gesichert, also die Einhaltung der vorhergesehenen relativen Lage des Lüfters 21 zum Gehäuseteil 1. Hierzu ragen die Versorgungsleitungen 30 nicht in der axialen Mitte sondern beabstandet von der axialen Mitte des Lüfters 21 aus dem Lüftergehäuse heraus. Dabei ist die axiale Richtung parallel zur Drehachse des Lüfterflügels des Lüfters 21.
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Zum formschlüssigen Verbinden des Steckverbinders 31 mit dem Halteteil 20 ist am Halteteil 20 eine Rastnase 32 ausgeformt, so dass diese mittels Hintergriff am Steckverbinder 31 einklipsbar ist.
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Außerdem ist am Halteteil 20 ein Anschlag, insbesondere ein als Anschlag 50 wirksamer Vorsprung ausgeformt, so dass beim Einschieben des Halteteils 20 in die Gehäusetasche der dabei auf die Leiterplatte 4 aufgeschobene Steckverbinder 31 zum Anliegen am Anschlag 50 kommt und somit formschlüssig gehalten wird. Da der Steckverbinder 31 an der Innenseite des Halteteils 20 angeordnet ist, ist somit ein Herausschieben des Steckverbinders 31 verhindert.
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Somit ist der Steckverbinder 31 an zwei gegenüber liegenden Seiten kraftschlüssig durch die beiden Rastnasen 32 gehalten und in Steckrichtung durch den Anschlag 50 begrenzt. Die beiden Rastnasen 32 sind an elastisch auslenkbaren Abschnitten des Halteteils 20 angeordnet und greifen in eine entsprechende Vertiefung am Steckverbinder 31 ein.
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Nur gegen die Steckrichtung wäre somit der Steckverbinder 31 bewegbar, wenn die kraftschlüssige Verbindungskraft, insbesondere Haftreibung, der Rastnasen 32 überwunden werden würde.
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Am Halteiteil 20 sind Dome 40 ausgeformt, welche elastisch verformbar sind. Dabei weisen die Dome 40 vorzugsweise einen Schlitz auf, so dass der jeweilige Dom 40 zwei Abschnitte, also Domabschnitte, aufweist, welche elastisch verbiegbar sind und somit aufeinander zu biegbar sind. Beim Aufstecken des Lüfters 21, also Einführen des jeweiligen Doms 40 in eine jeweilige am Lüfter 21 entsprechend ausgeformte Vertiefung werden die Domabschnitte aufeinander zu gebogen und somit der jeweilige Dom 40 verengt. Auf diese Weise ist der Lüfter 21 kraftschlüssig gehalten am Halteteil 20.
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Das Halteteil 20 selbst weist wiederum zwei weitere Rastnasen 41, insbesondere am Halteteil 21 ausgeformte Rastnase 41 für Klipsverbinden mit dem Gehäuseteil 1 auf. Hierzu weist das Gehäuseteil 1 entsprechend geformte Vertiefungen auf.
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Auf diese Weise ist ein formschlüssiges Verbinden des Halteteils 20 mit dem Gehäuseteil 1 ermöglicht.
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Der Lüfter 21 ist als Axiallüfter ausgeführt. Die Strömungsrichtung des vom Lüfter 21 geförderten Luftstroms ist parallel zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen 2 des Gehäuseteils 1. Somit strömt der vom Lüfter 21 geförderte Luftstrom entlang der Kühlrippen 2 und nimmt die von Wärme erzeugenden elektronischen Bauteilen ans Gehäuseteil 1 geströmte Wärme auf zur Abfuhr an die Umgebungsluft.
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Vorzugsweise wird der vom Lüfter 21 angesaugte Luftstrom von der Umgebungsluft her angesaugt.
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Die Dome 40 erstrecken sich in Strömungsrichtung des geförderten Luftstroms, also parallel zu der Erstreckungsrichtung der Kühlrippen 2.
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Die Einführrichtung des Halteteils 20 in die Gehäusetasche und ebenso die Aufsteckrichtung des Steckverbinders 31 relativ zur Leiterplatte 4 sind ebenso parallel zur Richtung des vom Lüfter 21 geförderten Luftstroms.
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Ebenso ist die Leiterplatte 4 parallel ausgerichtet zur Richtung des vom Lüfter 21 geförderten Luftstroms.
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Die Versorgungsleitungen 30 ragen aus dem Lüfter 21 nicht axial mittig heraus sondern axial beabstandet von der axialen Mitte des Lüfters 21, insbesondere also entgegen des Richtung der vom Lüfter 21 geförderten Luftstroms verschoben zur axialen Mitte.
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Dabei ist die axiale Mitte der Mittelpunkt des vom Lüfter 21 überdeckten axialen Bereichs. Die axiale Richtung ist parallel zur Erstreckungsrichtung der Kühlrippen 2 sowie zur Richtung des vom Lüfter 21 geförderten Luftstroms.
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Bei Ausführung des Elektrogeräts als Umrichter, der einen Wechselrichter aufweist, sind steuerbare Halbleiterschalter des Wechselrichters wärmeleitend verbunden mit dem Gehäuseteil. Durch die metallische Ausführung des Gehäuseteils 1 ist die Wärme dort aufspreizbar und über die Kühlrippen 2 zur Umgebungsluft hin abführbar. Die aktive Belüftung, also der an den Kühlrippen vorbei strömende, von einem Lüfter 21 angetriebene Luftstrom, verbessert die Wärmeabfuhr, wenn der Lüfter 21 in der vorgesehenen korrekten Weise ausgerichtet ist zu den Kühlrippen. Die korrekte Ausrichtung ist durch die vorgegebene Länge der Versorgungsleitungen 30 gesichert. Denn bei Abweichungen von der korrekten Ausrichtung sind diese Versorgungsleitungen 30 zu kurz und können daher den Steckverbinder nicht erreichen.
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Bei einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind die Dome 40, insbesondere die Domabschnitte der Dome 40, mit derartigen Rastnasen ausgeführt, dass der Lüfter 21 durch Eingreifen dieser Rastnasen in entsprechend geformte Vertiefungen am Lüfter 21 klipsverbindbar ist mit dem Halteteil 20.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Gehäuseteil
- 2
- Kühlrippen, insbesondere des Gehäuseteils
- 3
- Gehäusetasche, insbesondere am Gehäuseteil ausgeformte Vertiefung
- 4
- Leiterplatte
- 20
- Halteteil
- 21
- Lüfter
- 30
- Versorgungsleitungen, insbesondere Versorgungskabel
- 31
- Steckverbinder mit Federkontakten
- 32
- Rastnase, insbesondere am Halteteil 21 ausgeformte Rastnase für Klipsverbinden mit Steckverbinder 31
- 40
- Dome, insbesondere am Halteteil 21 ausgeformte, elastisch verformbare Dome
- 41
- Rastnase, insbesondere am Halteteil 21 ausgeformte Rastnase für Klipsverbinden mit Steckverbinder 31
- 50
- Anschlag
