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Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Luftklappenvorrichtung für ein Haushalts-Kühlgerät.
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Eine derartige Luftklappenvorrichtung wird zur Regulierung der Zufuhr von Kaltluft in einen Kühlraum eines Kühlgeräts für den Küchenhaushalt verwendet. In solchen Kühlgeräten ist regelmäßig mindestens ein Kühlraum vorhanden, in welchem eine definierte Temperatur einzuhalten ist (der Begriff Kühlraum ist hier allgemein als ein kühl zu haltender Raum in dem Gerät zu verstehen, sei es über dem Gefrierpunkt oder unterhalb desselben, und soll deshalb insbesondere nicht in Abgrenzung zu einem Gefrierraum stehen, sondern einen solchen begrifflich umfassen). Abhängig von der gemessenen Temperatur in dem Kühlraum kann mittels der Luftklappenvorrichtung der Zustrom verfügbarer Kaltluft in den Kühlraum gestattet oder unterbunden werden. Die Kaltluft kann beispielsweise aus einem relativ kälteren, weiteren Kühlraum des Kühlgeräts stammen. So kann beispielsweise bei einem Kühl/Gefrier-Kombinationsgerät die Kaltluft aus einem Gefrierabteil des Geräts stammen und in ein Kühlabteil eingeleitet werden, das zur kühlen Aufbewahrung, jedoch nicht zum Gefrieren von Lebensmitteln dient. Ebenso ist es vorstellbar, in einem Kühlschrank oder einer Kühltruhe mit verschiedenen, unterschiedlich kalt zu haltenden Kühlfächern (mit einer Temperatur jeweils oberhalb oder nahe bei dem Gefrierpunkt) Kaltluft von einem relativ kälteren der Kühlfächer über eine Luftklappenvorrichtung gesteuert in ein relativ wärmeres Kühlfach strömen zu lassen. Eine Beschränkung auf bestimmte Einsatzorte in einem Kühlgerät, sei es mit oder ohne zusätzliche Gefrierfunktion, ist im Rahmen der Erfindung nicht beabsichtigt.
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Bekannte Ausführungsformen einer Luftklappenvorrichtung der erläuterten Art weisen einen elektrischen Antriebsmotor auf, der mit einer eine Luftdurchtrittsöffnung stellungsabhängig verschließenden oder freigebenden Luftklappe gekoppelt ist. In ihrer Schließstellung soll die Luftklappe die Luftdurchtrittsöffnung vergleichsweise dicht verschließen können. Eisbildung kann aber dazu führen, dass die Luftklappe an den Öffnungsrändern der Durchtrittsöffnung festfriert. Eisbildung kann zudem die Drehbeweglichkeit der für die Schwenklagerung der Luftklappe dienenden Komponenten beeinträchtigen. Da im Normalfall ein Öffnen der Luftklappe nur in vergleichsweise großen Zeitabständen erforderlich ist (groß im Vergleich zu der Zeitdauer, die es braucht, bis sich Eis an den Komponenten der Luftklappenvorrichtung bilden kann), ist das Festfrieren der Luftklappe ein Problem, mit dem jederzeit gerechnet werden muss. Die Dokumente
DE 10 2006 001 679 A1 und
DE 10 2008 005 699 A1 offenbaren Lösungen für die Ausgestaltung der Kopplung zwischen Antriebsmotor und Luftklappe, die es gestatten, selbst eine festgefrorene Luftklappe unter Umständen loszubrechen.
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Wünschenswert wäre es, wenn einem Festfrieren der Luftklappe von vornherein vorgebeugt werden kann oder - wenn es trotzdem auftritt - die Blockierung der Luftklappe auf schonendere Weise als durch mechanisches Losbrechen gelöst werden kann. Durch Beheizung der Luftklappe oder/und anderer Teile der Luftklappenvorrichtung kann dies bewerkstelligt werden. Dabei besteht die Aufgabe, mit möglichst wenig Drahtmaterial und mit möglichst geringem Montageaufwand auszukommen. Kühlgeräte der häuslichen Küchenausstattung sind typischerweise Massenprodukte, weswegen bereits geringe Erleichterungen bei der Montage und beim Materialaufwand für die einzelne Luftklappenvorrichtung insgesamt einen erheblichen Nutzen bedeuten.
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Vor dem Hintergrund obiger Problemstellung stellt die Erfindung eine Luftklappenvorrichtung für ein Haushalts-Kühlgerät mit den Merkmalen des selbständigen Anspruchs 1 bereit. Die Luftklappenvorrichtung umfasst eine schwenkbar angeordnete Luftklappe, welche abhängig von ihrer Schwenkstellung einen Kaltluftweg absperrt oder öffnet, eine elektrisch versorgte Antriebseinheit zum Schwenkantrieb der Luftklappe sowie eine auf einer Trägerplatte angeordnete Heizleiteranordnung zur Beheizung der Luftklappe. Erfindungsgemäß ist die Trägerplatte als Leiterplatte mit einer Anordnung von Anschlusskontakten für mindestens und vorzugsweise insgesamt einen elektrischen Anschlussstecker ausgebildet, wobei auf der Leiterplatte von der Anordnung der Anschlusskontakte Leiterbahnen zur elektrischen Versorgung der Antriebseinheit ausgehen und die Heizleiteranordnung mit der Anordnung der Anschlusskontakte elektrisch verbunden ist.
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Bei der erfindungsgemäßen Lösung bedarf es keiner zusätzlichen elektrischen Drähte, um die Heizleiteranordnung mit Stromversorgungsdrähten zu verbinden, die in einem elektrischen Anschlussstecker enden, der vom Hersteller des Kühlgeräts bereitgestellt wird und für den (vom Kühlgerätehersteller verschiedenen) Hersteller der Luftklappenvorrichtung eine vorgegebene elektrische Anschlussschnittstelle für die von ihm hergestellte Luftklappenvorrichtung bildet. Der Anschlussstecker kann stattdessen direkt an die Leiterplatte angesteckt werden, was eine besonders einfache Montage ermöglicht. Die Heizleiteranordnung und etwaige Verbindungs-Leiterbahnen zwischen den Anschlusskontakten und der Heizleiteranordnung können unmittelbar auf der Leiterplatte gebildet werden. Der Zusatzaufwand, um auf der Leiterplatte zusätzlich zu den zur elektrischen Versorgung der Antriebseinheit dienenden Leiterbahnen weitere Leiterbahnen oder/und die Heizleiteranordnung zu bilden, ist in der Regel vernachlässigbar.
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Bei bestimmten Ausführungsformen umfasst die Anordnung der Anschlusskontakte eine erste Gruppe von Anschlusskontakten, von denen die Leiterbahnen zur elektrischen Versorgung der Antriebseinheit ausgehen, und eine gesonderte zweite Gruppe von Anschlusskontakten, mit welchen die Heizleiteranordnung verbunden ist. Die beiden Gruppen von Anschlusskontakten können so an der Leiterplatte angeordnet oder gebildet sein, dass sie gemeinsam durch einen einzigen Anschlussstecker kontaktierbar sind. Es ist jedoch nicht grundsätzlich ausgeschlossen, getrennte Anschlussstecker vorzusehen, von denen einer zur Kontaktierung der ersten Gruppe von Anschlusskontakten dient und ein anderer zur Kontaktierung der zweiten Gruppe von Anschlusskontakten dient.
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Bei bestimmten Ausführungsformen ist die Anordnung der Anschlusskontakte für den Anschluss mindestens eines Kartenrand-Steckverbinders ausgebildet. Andere Steckverbindertypen, mit denen eine Steckverbindung zu Anschlusskontakten auf einer Leiterplatte hergestellt werden kann, sind selbstverständlich im Rahmen der Erfindung nicht ausgeschlossen.
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Die Heizleiteranordnung kann ein oder mehrere Heizwiderstandselemente umfassen, welche auf der Leiterplatte montiert sind, beispielsweise durch Oberflächenmontage (sogenannte Surface-Mounted Devices). Alternativ oder zusätzlich kann die Heizleiteranordnung ein oder mehrere Heizwiderstände umfassen, welche auf die Leiterplatte gedruckt sind. Bei elektrischer Bestromung erwärmt sich die Heizleiteranordnung. Vorteilhafterweise führt die Erwärmung der Heizleiteranordnung zugleich zu einer zumindest bereichsweisen Erwärmung der Leiterplatte, sodass eine großflächige Wärmeabstrahlung in Richtung zu der Luftklappe realisiert werden kann. Im Fall der Bedruckung der Leiterplatte mit einer leitfähigen Substanz (z.B. Carbon) kann beispielsweise ein mäanderförmiger Verlauf der Heizleiteranordnung gewählt werden, um eine möglichst gleichmäßige und großflächige Verteilung der leitfähigen Substanz auf der Leiterplatte zu erzielen.
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Die Antriebseinheit kann einen Elektromotor umfassen, beispielsweise einen mit Gleichstrom betriebenen Schrittmotor. Bei bestimmten Ausführungsformen ist der Elektromotor auf der Leiterplatte montiert. Es ergibt sich so eine besonders kompakte und einfach zu montierende Ausgestaltung der Luftklappenvorrichtung, bei der die Leiterplatte Träger sowohl der Heizleiteranordnung als auch des AntriebsElektromotors ist.
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Die Luftklappe, die Antriebseinheit und die Leiterplatte können in einem Luftklappenmodul baulich zusammengefasst sein, wobei ein Modulgehäuse des Luftklappenmoduls eine Aufnahmefassung für den Anschlussstecker bildet.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Es stellen dar:
- 1 stark schematisiert ein Haushalts-Kühlgerät mit einem Luftklappenmodul,
- 2, 3 und 4 verschiedene Perspektivansichten eines Luftklappenmoduls gemäß einem Ausführungsbeispiel,
- 5 und 6 zwei Perspektivansichten des Luftklappenmoduls der 2 bis 4 nach Entfernung einer Abdeckkappe, und
- 7 und 8 zwei Draufsichten von gegenüberliegenden Seiten auf eine bei dem Luftklappenmodul der 2 bis 6 verwendete Leiterplatte mit Heizwiderständen.
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Es wird zunächst auf 1 verwiesen. Das dort dargestellte Kühlgerät ist allgemein mit 10 bezeichnet. Es umfasst zwei Kühlräume 12, 14, die zur Aufbewahrung von Lebensmitteln dienen. Die Kühlräume 12, 14 sind in einem nicht näher bezeichneten Korpus des Kühlgeräts 10 gebildet; Zugang zu den Kühlräumen 12, 14 ist durch das Öffnen einer in den Zeichnungen nicht näher dargestellten Tür oder einer Klappe des Kühlgeräts 10 möglich. Eine Steuereinheit 16 regelt die Temperatur in den Kühlräumen 12, 14 auf jeweils einen vorgegebenen Wert ein. Dabei stellt sie unterschiedliche Temperaturen in den Kühlräumen 12, 14 ein; einer der Kühlräume (z.B. 14) ist relativ kühler als der andere Kühlraum (z.B. 12). Der relativ kühlere der Kühlräume 12, 14 kann beispielsweise ein Gefrierabteil bilden, in welchem die Temperatur unterhalb 0 °C gehalten wird. Der relativ wärmere der Kühlräume 12, 14 bildet ein Kühlabteil, in welchem eine Temperatur oberhalb des Gefrierpunkts, beispielsweise im Bereich einstelliger Celsiusgrade, herrscht.
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Zwischen den Kühlräumen 12, 14 verläuft ein Kaltluftweg 18, in den ein Luftklappenmodul 20 eingebaut ist. Das Luftklappenmodul 20 enthält eine Luftklappe 22, welche zwischen einer Schließstellung (in 1 gezeigt) und einer Offenstellung schwenkbar ist. In der Schließstellung blockiert die Luftklappe 22 den Kaltluftweg gegen den Durchstrom von Kaltluft von dem relativ kälteren der Kühlräume 12, 14 zum anderen. In der Offenstellung gibt die Luftklappe 22 den Kaltluftweg 18 für den Durchstrom von Kaltluft frei. Zum Schwenkantrieb der Luftklappe 22 umfasst das Luftklappenmodul 20 eine elektromotorische Antriebseinheit 24, welche von der Steuereinheit 16 gesteuert wird. Von der Steuereinheit 16 geht ein mehrdrahtiges elektrisches Kabel 26 aus, das einen Anschlussstecker 28 aufweist, für den das Luftklappenmodul 20 eine in 1 nicht näher dargestellte Aufnahmefassung aufweist, in die der Anschlussstecker 28 zum elektrischen Anschluss des Luftklappenmoduls 20 einsteckbar ist.
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Zur Erläuterung einer beispielhaften Ausgestaltung des Luftklappenmoduls 20 wird nun auf die weiteren Figuren Bezug genommen, in denen verschiedene Ansichten des Luftklappenmoduls 20 oder von Teilen desselben zu sehen sind. Das Luftklappenmodul 20 umfasst ein Modulgehäuse 30 mit Kanalbegrenzungswänden 32, die einen Luftkanal 34 begrenzen, der - wenn das Luftklappenmodul 20 ordnungsgemäß in das Kühlgerät 10 eingebaut ist - ein Teilstück des Kaltluftwegs 18 bildet. In dem Luftkanal 34 sitzt die Luftklappe 22, von der in den 3 und 4 die stromabwärtige Klappenseite zu sehen ist, also diejenige Klappenseite, die abgewandt ist von dem in dem Kaltluftweg 18 fließenden Kaltluftstrom. Die Kanalwände 32 des Modulgehäuses 30 bilden bei 36 (4) ein Schwenklager für die Luftklappe 22. In den 3 und 4 ist die Luftklappe 22 in ihrer Schließstellung gezeigt.
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Die Antriebseinheit
24 umfasst eine beispielsweise aus Kunststoff gefertigte Abdeckkappe
38, an der eine Aufnahmefassung
40 für den Anschlussstecker
28 des Anschlusskabels
26 ausgebildet ist. In den
5 und
6 ist das Luftklappenmodul
20 ohne die Abdeckkappe
38 gezeigt. Man erkennt, dass unterhalb der Abdeckkappe
38 ein elektrischer Antriebsmotor
42 sitzt, welcher in antriebsmäßiger Kopplung mit der Luftklappe
22 steht. Die Antriebskopplung zwischen dem Antriebsmotor
42 und der Luftklappe
22 kann beispielsweise nach Art einer der in
DE 10 2006 001 679 A1 und
DE 10 2008 005 699 A1 offenbarten Lösungen ausgestaltet sein. Es kann eine permanente Drehantriebsverbindung zwischen dem Antriebsmotor
42 und der Luftklappe
22 bestehen, die spielbehaftet oder spielfrei sein kann. Alternativ kann bei Betätigung des Antriebsmotors
42 eine nur vorübergehende Antriebskopplung zwischen dem Antriebsmotor
42 und der Luftklappe
22 bestehen, wie dies bei der in
DE 10 2006 001 679 A1 vorgestellten Lösung der Fall ist.
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Der Antriebsmotor 42 ist auf einer Leiterplatte 44 montiert, die eine Mehrzahl von Anschlusskontakten 46 aufweist, mit denen in dem Anschlussstecker 28 vorhandene elektrische Kontaktelemente (z.B. Federbügel) in elektrischen und mechanischen Kontakt gelangen, wenn der Anschlussstecker 28 in die Aufnahmefassung 40 eingesteckt wird. Die Anschlusskontakte 46 sind im gezeigten Beispielfall paarweise identisch auf beiden Plattenseiten der Leiterplatte 44 ausgebildet. Sie umfassen eine erste Gruppe von Anschlusskontakten 461 und eine zweite Gruppe von Anschlusskontakten 462. Die erste Gruppe von Anschlusskontakten 461 dient zur elektrischen Versorgung und Steuerung des Antriebsmotors 42. Sie treten beim Einstecken des Anschlusssteckers 28 in die Aufnahmefassung 40 mit solchen Kontaktelementen des Anschlusssteckers 28 in Kontakt, die mit elektrischen Versorgungs- und Steuerdrähten innerhalb des Kabels 26 verbunden sind. Im gezeigten Beispielfall umfasst die erste Gruppe insgesamt vier Anschlusskontakte 461 (auf jeder Plattenseite der Leiterplatte 44).Die Leiterplatte 44 weist Leiterbahnen 47 auf, welche zwischen den Anschlusskontakten 461 der ersten Gruppe und Stecklöchern 48 verlaufen, die in der Leiterplatte 44 gebildet sind. Die Anschlusskontakte 461 der ersten Gruppe sind mit den Stecklöchern 48 über diese Leiterbahnen 47 elektrisch verbunden. An dem Antriebsmotor 42 sind komplementäre Steckstifte 50 gebildet, die bei der Montage des Antriebsmotors 42 in die Stecklöcher 48 der Leiterplatte 44 gesteckt werden. Zur Herstellung einer sicheren elektrischen Verbindung werden die Steckstifte 50 mit den entsprechenden Leiterbahnen der Leiterplatte 44 verlötet. Über die Steckstifte 50 erfolgt somit die elektrische Kontaktierung des Antriebsmotors 42. Eine sichere mechanische Fixierung des Antriebsmotors 42 an der Leiterplatte 44 erfolgt über Befestigungsschrauben 52 (6), die in eine oder mehrere in der Leiterplatte 44 gebildete Befestigungsausnehmungen, im gezeigten Beispielfall in Form eines kreuzförmigen Durchbruchs 54, eingesetzt werden.
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Die Anschlusskontakte 462 der zweiten Gruppe dienen zum elektrischen Anschluss eines oder mehrerer Heizwiderstandselemente 56, die auf der Leiterplatte 44 vorgesehen sind. Im gezeigten Beispielfall sind auf der Leiterplatte 44 insgesamt vier derartige Heizwiderstandselemente 56 elektrisch in Reihe vorgesehen. Die Heizwiderstandselemente 56 können von diskreten Widerstandselementen gebildet sein, die auf der Leiterplatte 44 montiert sind, beispielsweise im Wege der Oberflächenmontage. Alternativ können die Heizwiderstandselemente 56 in einem Druckverfahren auf die Leiterplatte 44 aufgebracht worden sein.
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Die Heizwiderstandselemente 56 befinden sich auf einem länglichen, fingerartigen Plattenfortsatz 58 der Leiterplatte 44, der in den von der Kaltluft durchströmten Luftkanal 34 hineinragt. Beispielsweise weisen die Kanalwände 32 des Modulgehäuses 30 einen Schlitz auf (in 6 bei 60), durch den der Plattenfortsatz 58 bei der Montage hindurchgesteckt wird. Der Restteil der Leiterplatte 44 mit den Anschlusskontakten 461 und 462 sowie mit den Stecklöchern 48 bleibt außerhalb der Kanalwände 32 und des Luftkanals 34.
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Leiterbahnen 62, die auf der Leiterplatte 44 gebildet sind, verbinden die Heizwiderstandselemente 56 mit den Anschlusskontakten 462 der zweiten Gruppe. Im gezeigten Beispielfall umfasst die zweite Gruppe insgesamt zwei Anschlusskontakte 462 (auf jeder Plattenseite der Leiterplatte 44).
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Im gezeigten Beispielfall sind die Heizwiderstandselemente 56 alle auf derselben Plattenseite des Plattenfortsatzes 58 angeordnet. Bei Bestromung erwärmen sich die Heizwiderstandselemente 56 und bewirken eine Erwärmung der Leiterplatte 44, d.h. es wird nicht nur unmittelbar von den Heizwiderstandselementen 56 Wärme abgestrahlt, sondern auch von der durch die Heizwiderstandselemente 56 erwärmten Leiterplatte 44. Zur besseren Wärmeabstrahlung von der Leiterplatte 44 können die Leiterbahnen 62 zumindest abschnittsweise mit einem vergrößerten Bahnquerschnitt ausgeführt sein, wie in 8 bei den quadratischen Erweiterungsbereichen 63 gezeigt.
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Der Plattenfortsatz 58 befindet sich im gezeigten Beispielfall auf der - in Strömungsrichtung der Kaltluft in dem Kaltluftweg 18 betrachtet - stromabwärtigen Seite der Luftklappe 22, sodass er nur während der vergleichsweise kurzen Phasen von der strömenden Kaltluft getroffen wird, während welcher die Luftklappe 22 geöffnet ist. Bei geschlossener Luftklappe 22 ist der Plattenfortsatz 58 der aus dem relativ kälteren der Kühlräume 12, 14 kommenden Kaltluft dagegen nicht unmittelbar ausgesetzt. Die Heizwiderstandselemente 56 sind so angeordnet, dass sie den Kanalbereich, in welchem sich die Luftklappe 22 befindet, ausreichend erwärmen können, um etwaige Eiskrusten zum Schmelzen zu bringen, welche die Luftklappe 22 unter Umständen blockieren.
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Der Anschlussstecker 28 ist beispielsweise als Kartenrand-Steckverbinder ausgebildet, der auf ein Randstück der Leiterplatte 44 aufgesteckt wird. Es versteht sich, dass andere Steckverbindertypen ohne Weiteres möglich sind.
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Die Anordnung der Heizwiderstandselemente 56 auf ein und derselben Leiterplatte 44, über welche auch die elektrische Versorgung des Antriebsmotors 42 erfolgt, erlaubt eine einfache Montage des Luftklappenmoduls 20. Die Heizwiderstandselemente 56 können insbesondere in einem automatisierten Herstellungsverfahren auf der Leiterplatte 44 gebildet oder montiert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006001679 A1 [0003, 0016]
- DE 102008005699 A1 [0003, 0016]
