DE3619919C2 - Quarz-Infrarotstrahler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Quarz-Infrarotstrahler mit mindestens einem elektrischen Heizel­ ement, das in mindestens einem Quarzrohr angeordnet ist, einem Gehäuse zur Aufnahme des Quarzrohres, elektrischen Anschlüssen und mit mindestens einem Befestigungselement.

Ein derartiger Quarz-Infrarotstrahler ist aus der DE-OS 18 15 914 bekannt.

In industriellen Anlagen zur thermischen Verformung von Kunststoffolien oder -platten werden zum Vorwärmen dieser Kunststoffe unterschiedlich große Infrarot-Strahlerschirme verwendet, die mit einer Vielzahl von kleinen Strahlereinheiten, sogenannten Modulstrahlern der eingangs beschriebenen Art bestückt werden. Diese Modulstrahler haben im allgemeinen untereinander gleiche Abmessungen, werden aber mit unterschiedlicher elektrischer Leistung hergestellt, damit innerhalb solcher Strahlenschirme örtlich unterschiedliche Erwärmungen der Kunststoffe erzielt werden können, zum Beispiel wenn die eine oder andere Stelle einer Kunststoffplatte mehr oder weniger vorgewärmt oder verformt werden soll.

Bei solchen Anlagen müssen beim Wechsel auf andere Formteile vielfach auch die Modulstrah­ ler ausgewechselt werden. Bei Inbetriebnahme sind dann gegebenenfalls weitere Anpaß- und Umbauarbeiten erforderlich. Auch im laufenden Betrieb muß mit dem Austausch defekter oder zerstörter Strahler gerechnet werden, was insbesondere beim Einsatz extrem heißer Strahler eine Anwendungserschwernis darstellt.

Die Strahlerschirme solcher Anlagen bestehen meist aus einem einseitig offenen Metallkasten mit einem Zwischenboden, an welchem die Modulstrahler durch Schrauben und Muttern oder ähnliches von der Rückseite her befestigt sind. Die Stromanschlußlitzen der Modulstrahler sind isoliert durch den Zwischenboden hindurchgeführt und werden auf der Rückseite über Klemmverbinder mit Schraubenanschluß verdrahtet. Diese Rückseite des Strahlerschirmes ist durch einen Deckel zugänglich gemacht.

Zum Auswechseln der Modulstrahler muß nach Abschalten und meist mehrstündigem Abkühlen der Maschine dieser Deckel geöffnet, die Verdrahtung abgeklemmt und die Befesti­ gungsmuttern der Strahler gelöst werden. Erst dann kann die Strahlereinheit von der anderen Seite des Zwischenbodens abgenommen und ausgewechselt werden. Da die Verdrahtung und die Befestigung von der Rückseite, das Austauschen der Module aber von der Vorderseite erfolgen muß, müssen daher immer zwei Personen gleichzeitig auf den beiden Seiten der Montageplatte arbeiten. Das Auswechseln solcher Quarz-Infrarotstrahler ist daher sehr zeit- und kostenaufwendig. Es besteht daher ein Bedürfnis nach Schaffung eines sowohl einzeln wie auch als Modul verwendbaren Quarz-Infrarotstrahlers, welcher im Vergleich zu dem bekannten Infrarotstrahler einfacher auswechselbar ist.

Der Stand der Technik sieht generell, wenn Gegenstände, die einerseits verbunden werden müssen, andererseits jedoch wieder leicht trennbar sein sollen, lösbare Verbindungen, wie Steckverbindungen, vor.

Bei Quarz-Infrarotstrahlern sind jedoch besondere Probleme vorhanden, die die Fachwelt daran gehindert haben, in diesem Bereich steckbare Verbindungen vorzusehen. Die besonderen Probleme werden dadurch bedingt, daß Heizwendeltemperaturen im Bereich von z. B. 1050°C auftreten. Wenn man ferner bedenkt, daß die in einem Quarzrohr verlaufenden Heizwendeln der Strahler relativ dicht nebeneinander und gegebenenfalls auch in großen Strahlerfeldern angeordnet werden können, entstehen auf der Vorderseite der Strahler und in unmittelbarer Nähe derselben Temperaturen in einem Bereich zwischen 500 und 800°C. Auch die Gehäuse der Strahler werden mehrere Hundert Grad heiß. Wegen dieser Extrembedingun­ gen sind keinerlei Steckverbindungen bekannt, die nach Auffassung der Fachwelt die nötige Funktions- und Betriebssicherheit aufweisen, um unmittelbar am Gehäuse von Quarz-Infrarot­ strahlern eingesetzt zu werden. Zwar zeigt die US-PS 4,103,277 einen Infrarot-Strahler, der beidseitig leitende Endkappen aufweist, die in Klemmsockeln oder Klemmhülsen nach Art von Kleingerätesicherungen einsetzbar sind. Jedoch sind keine üblichen Kontaktmaterialien bekannt, welche bei den auftretenden hohen Temperaturen (ca. 1200-1400°C) in Umge­ bungsluft auf Dauer betriebssicher eingesetzt werden können. Sowohl das in der Entgegenhaltung angegebene Material für die Endkappen als auch alle üblichen Materialien für Klemm­ hülsen, die offenbar auch nicht eine Federkraft aufweisen und trotz der hohen Temperatur zur Aufrechterhaltung des Kontaktdruckes auch behalten müßten, würden innerhalb kürzester Zeit korrodieren, hohe Kontaktwiderstände bilden und dann womöglich aufgrund der in den Kontaktwiderständen erzeugten Leistung, insbesondere bei der ohnehin schon hohen Umge­ bungstemperatur, miteinander verschweißen. Selbst bei erheblich niedrigeren Temperaturen deutlich unter 1000°C sind alle gängigen Kontaktmaterialien für den Dauerbetrieb ungeeignet, da es unweigerlich zum Nachlassen der Federkräfte, zu Korrosion, Erhöhung des Kontaktwi­ derstandes und als Folge hiervon zu einem Verschweißen oder Festfressen kommt, so daß die Steckkontakte unbrauchbar werden und dann beim Auswechseln der Strahler erheblich mehr Arbeitsaufwand verursachen, als dies im Falle der bekannten, mit Drahtanschlüssen ver­ sehenen Quarzstrahler der Fall war. Die bekannte Verbindungstechnik wird daher in der Praxis nicht eingesetzt und könnte - wenn überhaupt - eine praktische Verwirklichung nur durch Einsatz extrem teurer und aufwendiger Materialien haben, wobei selbst dann die Funktions- und Betriebssicherheit äußerst fraglich ist.

Zudem ist aus der Entgegenhaltung nicht klar ersichtlich, ob die Klemmsockel bzw. Klemm­ hülsen zusammen mit den Endkappen der Strahler als Steckverbindung aufzufassen sind oder ob nicht auch die Klemmhülsen die Endkappen vollständig umfassen und axial vorgespannte Federkontakte aufweisen, wie dies bei vielen Kleingerätesicherungshülsen der Fall ist. Eine derartige Ausbildung wurde ein Abschrauben oder sonstiges Entfernen einer der Klemmhülsen erfordern, bevor der Strahler aus der anderen Hülse herausgenommen wird. Dies wäre dann jedoch keine Steckverbindung, sondern eine Klemmverbindung, welche die Hülse von beiden Enden her durch federnde Vorspannung festhält. Schließlich handelt es sich bei den bekann­ ten Heizelementen nicht um einen Quarz-Infrarotstrahler, sondern um ein Heizelement mit Keramikhülle, wobei die Keramikhülle konkret aus Aluminiumoxid besteht.

Zusammenfassend ist daher festzustellen, daß die vorgenannte US-PS zwar das Problem des leichten Auswechselns von Heizelementen durch Einstecken oder Festklemmen der Heizel­ emente anspricht, der einschlägig vorgebildete Fachmann jedoch die dort konkret beschriebe­ ne Lösung in der Praxis verwerfen wird.

Aus der US-PS 4,349,724 ist eine Steckverbindung für ein Strahlungsheizgerät mit Halogen­ lampen bekannt. Es handelt sich hierbei um Strahlungsheizgeräte, die erheblich niedrigere Temperaturen erzeugen und die außerdem ein relativ kompliziertes Gehäuse aufweisen, welches schließlich mit dem üblichen amerikanischen Netzstecker versehen ist. Derartige Steckverbindungen eignen sich jedoch nicht als elektrische Steckverbindungen für solche Bereiche, die extrem hohen thermischen Belastungen ausgesetzt sind. Dies gilt auch für den Steckanschluß nach der DE-OS 12 02 408 für einen elektrischen Stabheizkörper, der sowohl Flachstecker als auch, wegen der hohen Temperaturen, ein Isolationsgehäuse aus Keramik aufweist.

Dieser Stand der Technik belegt, daß hinsichtlich des Vorsehens von lösbaren Verbindungen bei Heizkörpern die Fachwelt zwar auch an Steckverbindungen dachte, es jedoch an preis­ werten Materialien und konkreten Ausführungseinzelheiten mangelte.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs bezeichneten Quarz- Infrarotstrahler eine lösbare Verbindung vorzusehen, die so ausgebildet ist, daß sie den besonderen Bedingungen genügt, die bei diesen Strahlern aufgrund der hohen Temperaturen auftreten und die dabei den Einsatz von auf dem Markt erhältlichen, temperaturbeständigen Kontaktelementen ermöglicht. Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß

• e) eine Montageplatte vorhanden ist,
• f) die elektrischen Anschlüsse und das Befestigungselement steckbar mit an der Montageplatte angebrachten Gegenstand verbunden sind,
• g) die elektrischen Anschlüsse und ihre Gegenstücke Isolationsgehäuse aus Keramik aufweisen,
• h) die Gegenstücke in der Montageplatte als Zwischenstecker ausgebildet sind und
• i) die Zwischenstecker Kühlflächen aufweisen.

Dadurch, daß die Steckverbindungselemente, die elektrischen Anschlüsse des Quarz-Infrarot­ strahlers und deren Gegenstücke, jeweils Isolationsgehäuse aus Keramik aufweisen, wobei die Keramik ein schlechter Wärmeleiter und ein guter elektrischer Isolator mit hoher Temperatur­ beständigkeit ist, werden die Elemente vor einem Teil der Strahlungswärme geschützt. Außerdem lassen sich Quarzrohre und Keramik durch geeignete Klebmittel relativ fest mitein­ ander verbinden.

Weiterhin sind die Gegenstücke der elektrischen Anschlüsse des Quarz-Infrarotstrahlers als Zwischenstecker ausgebildet.

Die elektrischen Kontakte eines derartigen Zwischensteckers sind im allgemeinen einstückig aus massivem Metall gefertigt. Bei hohen Temperaturanforderungen (bis 300°C) wird als Kontaktwerkstoff nach DIN 26249 vernickelter Stahl verwendet. Unter Berücksichtigung einer 20%igen Sicherheitsreserve können daher derartige Kontakte Temperaturen bis 360°C ausgesetzt werden. Durch die Ausführung der Gegenstücke als Zwischenstecker wird der Weg vom elektrischen Anschluß des Quarz-Infrarotstrahlers zur Verdrahtung verlängert, so daß die empfindlichen Crimpanschlüsse, welche für die Verdrahtung hier Verwendung finden können, weniger hohen Temperaturen ausgesetzt sind.

In vorteilhafter Weise kann dieser Effekt noch dadurch verstärkt werden, daß der Zwischen­ stecker Kühlflächen aufweist. Auf diese Weise stellen die Stecker selbst bzw. ihre Kühlflächen eine Wärmesenke bereit, so daß auch die Keramikisolierung sich in ihrem Inneren nicht auf hohe Temperaturen erwärmen kann, bei welchen sie ihrerseits eine hohe Strahlungsleistung an die Steckverbindung abgeben würde.

Die Kühlflächen der Zwischenstecker befinden sich dabei vorzugsweise nach einer Weiterbil­ dung der Erfindung auf der dem Strahler abgewandten Seite der Montageplatte im kühleren Verdrahtungsraum. Der Verdrahtungsraum kann zusätzlich durch ein Gebläse mit Kühlluft versorgt werden. Die Temperatur an den Steckverbindungen wird dabei so stark reduziert, daß die Verdrahtung eines Strahlerschirmes in dieser Hinsicht auf lange Zeit wartungsfrei bleibt.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, daß zum Auswechseln eines Quarz- Infrarotstrahlers weder elektrische Verdrahtungsarbeiten noch umständliche mechanische Montagearbeiten, wie das Lösen von Muttern und dergleichen, erforderlich sind und daß das Auswechseln einfach durch Herausziehen des alten und das Wiedereinstecken eines neuen Quarz-Infrarotstrahlers erfolgen kann. Dieser Vorteil macht sich auch bei der Verwendung des Quarz-Infrarotstrahlers als Einzelstrahler oder bei der Verwendung als Modul für kleinere Strahlungsschirme bemerkbar, kommt aber vor allem bei größeren Strahlerschirmen zur Geltung, bei welchen wegen der größeren Anzahl von Modulen ein Auswechseln zum einen häufiger erforderlich und zum anderen besonders aufwendig ist, da dieser schon eine erhebli­ che Zeit zum Abkühlen benötigt.

Als zweckmäßig erweist sich eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die elek­ trischen Anschlüsse des Quarz-Infrarotstrahlers und das Befestigungselement als elektrische und/oder mechanische Stecker und ihre Gegenstücke als elektrische bzw. mechanische Steckdosen ausgeführt sind.

Derartige Steckdosen können so ausgeführt werden, daß sie auf der Seite der Strahler nicht über die Oberfläche der Montageplatte hinausragen, während sie in dem zwischen Montage­ platte und Deckel liegenden Verdrahtungsraum ohne weiteres zugänglich sind. Dadurch sind die Steckdosen der Wärme der Infrarotstrahler nur in begrenztem Maße ausgesetzt.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher die elektrischen Anschlüsse desselben Infrarotstrahlers gleichzeitig mit verschiedenen Gegenstücken zusammensteckbar sind, wobei es sich als vorteilhaft erweist, wenn zusätzlich die elektrischen Anschlüsse verschiedener Infrarotstrahler gleichzeitig mit ein und demselben Gegenstück zusammensteck­ bar sind.

Die elektrischen Anschlüsse und ihre Gegenstücke können daher ein- oder mehrpolig ausge­ führt sein und die Stromführung wird ausschließlich durch eine geeignete Verdrahtung der Gegenstücke bestimmt. Die Module können daher die beiden Pole ihrer elektrischen An­ schlüsse sowohl in unmittelbarer Nachbarschaft als auch an voneinander entfernten Punkten aufweisen, solange sie nur gleichzeitig in die beispielsweise in einem bestimmten Raster auf einer Montageplatte angeordneten Gegenstücke einsteckbar sind. Damit lassen sich auch hinsichtlich der Quarzrohrform komplizierte Strahlergeometrien verwirklichen. Die Stecker können dazu an flexiblen isolierten Anschlußdrähten montiert sein.

Bevorzugt wird eine Ausführungsform der Erfindung, bei wel­ cher die elektrische Steckverbindung aus Flachsteckern und Steckhülsen nach DIN 46249 besteht.

Diese Steckverbindung ergibt einen sehr guten elektrischen Kontakt hoher Stromtragfähigkeit. Außerdem ist sie genormt, weit verbreitet und entsprechend preiswert zu beziehen.

Als zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung ist vorgese­ hen, daß das Gehäuse des Gegenstückes der elektrischen An­ schlüsse des Infrarotstrahlers aus einem im Querschnitt auf seiner Außenseite stufenförmig ausgebildeten Keramikgehäuse besteht, welches mit seinem Absatz auf dem Rand einer Öff­ nung in der Montageplatte aufliegt und durch einen Schieber, welcher unterhalb der Montageplatte federnd im abgesetzten Teil des Gehäuses gelagert ist, lösbar an der Montageplat­ te befestigt ist.

Dies ermöglicht eine einfache und rationelle Fertigung der Montageplatten, welche in einem bestimmten Rastermaß mit geeigneten Öffnungen für die elektrischen und gegebenenfalls auch für die mechanischen Anschlüsse versehen werden. Im Anschluß daran können die beispielsweise als Steckdosen aus­ geführten Gegenstücke der elektrischen Anschlüsse des Quarz-Infrarotstrahlers in die für sie bestimmten Öffnungen der Montageplatte durch Eindrücken des federnden Schiebers mit ihrem stufenförmig abgesetzten Teil eingesetzt werden und sind nach dem Loslassen des Schiebers, welcher auf der dem Absatz des Gehäuses gegenüberliegenden Seite unter die Montageplatte greift, an dieser fixiert.

Bevorzugt wird weiterhin eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Flachstecker des Zwischensteckers aus drei gegeneinander biegbaren Steckerelementen besteht, wel­ che über schmale Brücken miteinander verbunden sind. Die schmalen Brücken lassen nur einen relativ geringen Wärme­ fluß zwischen den Flachsteckerelementen zu, so daß eventuell aufgesetzte steckhülsen mit Crimpsteckern nur eine geringe Aufheizung erfahren können, wobei die drei Flachsteckerele­ mente zusätzlich eine große Kühlfläche bilden.

Bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Flachstecker aus einem zentralen Element und zwei Flügelelementen besteht, deren Unterkante im Abstand oberhalb einer einstückig mit dem zentralen Element verbun­ denen Steckhülse liegt, daß das Isolationsgehäuse minde­ stens einen Schlitz für den Flachstecker und eine daran an­ schließende Ausnehmung für die Steckhülse aufweist, daß der Schlitz das Isolationsgehäuse durchgreift, der Grund der Ausnehmung einen Anschlag für die Steckhülse bildet und daß die Wandstärke des Gehäuses am Grund der Ausnehmung dem lichten Abstand zwischen den Flügelelementen und der Steck­ hülse entspricht.

Wie bereits erwähnt, besteht das Isolationsgehäuse aus einem Keramikstück von vorgefertigter Form. In den Schlitz eines derartig vorgeformten Isolationsgehäuses können die Flach­ stecker mit dem zentralen Element und den Flügelelementen eingeschoben werden, wobei die Steckhülse in eine unmittel­ bar an den Schlitz angrenzende Ausnehmung des Gehäuses glei­ tet, bis sie auf den als Anschlag dienenden Grund der Aus­ nehmung stößt. Dabei ragen die Flügelelemente des Flach­ steckers durch den Schlitz hindurch und mit ihrer Unterkan­ te so eben über die Oberfläche des Isolationsgehäuses hinaus. Der Grund der Ausnehmung kann dabei durch eine über die Oberfläche des Isolationsgehäuses hervor stehende Nase gebildet werden. Durch Verschwenken der Flügelelemente ge­ genüber dem zentralen Element können nun die Flügelelemente aus ihrer mit dem Schlitz fluchtenden Stellung herausgebo­ gen werden, so daß Flachstecker und Steckhülse in einfacher Weise in dem isolierenden Keramikgehäuse fixiert sind. Zweckmäßigerweise sind Gehäuse und Flachstecker mit Steck­ hülse gerade so bemessen, daß die Steckhülse vollständig in der Ausnehmung des Gehäuses liegt, während das zentrale und die beiden Flügelelemente des Flachsteckers, wie bereits erwähnt, auf der gegenüberliegenden Seite vollständig über die Oberfläche des Gehäuses hinausragen und so der kühlen Luft des Verdrahtungsraumes ausgesetzt sind. Dabei bilden sowohl das zentrale wie auch die beiden Flügelelemente je einen Flachkontakt. Auf diese Weise wirkt der Zwischen­ stecker gleichzeitig als Verteiler und Stützpunkt für drei Drahtanschlüsse an ein und denselben Pol eines elek­ trischen Anschlusses des Quarz-Infrarotstrahlers.

Eine Variante dieser erfindungsgemäßen Ausführungsform ist dadurch gegeben, daß man drei miteinander verbundene Schlitze hat, welche in der Draufsicht um einen Winkel gegeneinander ver­ dreht sind, und deren Querschnitt dem Querschnitt der drei Flachsteckerelemente entspricht. Die drei Schlitze entspre­ chen in ihrer Gesamtlänge dem vorstehend beschriebenen Schlitz und nach dem Durchschieben der Flachsteckerelemente werden die Flügelelemente aus ihrer z. B. um 90° gegen das zentra­ le Element verschwenkten Stellung herausgedreht, so daß die Fixierung in ähnlicher Weise erfolgt, wie bei der vorste­ hend beschriebenen Ausführungsform.

In vorteilhafter Weise sind erfindungsgemäß in einem derar­ tigen Isolationsgehäuse mehrere Schlitze und Ausnehmungen für mehrere Flachstecker mit Steckhülsen vorgesehen.

In vielen Fällen ist an einem Quarz-Infrarotstrahler ein einziger Stecker mit beispielsweise zwei Flachkontakten an­ geordnet, welche dementsprechend in eine Steckdose mit zwei Steckhülsen eingesteckt werden können. Selbstverständlich ist es auch möglich, eine Steckdose mit mehr als zwei elek­ trischen Kontakten bzw. Steckhülsen auszustatten, so daß auch mehrere Module an ein und derselben Steckdose kontak­ tiert werden können. Schließlich ist es auch denkbar, daß in eine Steckdose jeweils ein Pol mehrerer verschiedener Module eingesteckt wird, während der zweite Pol in einer anderen Steckdose kontaktiert ist.

Als zweckmäßig erweist es sich, wenn erfindungsgemäß das mechanische Befestigungselement aus einem in eine Öffnung der Montageplatte federnd einrastbaren Stift besteht.

Ein derartiges mechanisches Befestigungselement ist sehr einfach und preiswert herstellbar und die Montageplatte wird im entsprechenden Rastermaß einfach mit den geeigneten Öffnungen versehen.

Dabei weist das mechanische Befestigungselement bevorzugt einen elektrischen Schutzkontakt auf.

Ein elektrischer Schutzkontakt ist so in einfacher Weise mit der mechanischen Befestigung kombiniert.

Weiterhin ist es als zweckmäßig nach der Erfindung vorgese­ hen, daß das Gehäuse und das mechanische Befestigungsele­ ment an seinen Berührungsflächen mit der Montageplatte aus Metall bestehen und elektrisch leitend miteinander verbun­ den sind.

Die Schutzkontaktfunktion des Befestigungselementes ist da­ mit sicher gewährleistet.

Bevorzugt wird dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher der Schutzkontakt aus mindestens einer länglichen, metallischen Blattfeder besteht, welche an der Außenseite eines unter Druck in eine Öffnung der Montageplatte ein führ­ baren Stiftes federnd anliegt und bei welcher die vom Rand der Öffnung beim Einführen des Stiftes überstrichene Strecke auf der Außenseite der Blattfeder länger ist als die Überlappung der elektrischen Steckkontakte.

Dieser Schutzkontakt steht immer in elektrisch leitender Verbindung mit der Montageplatte, solange die Steckkontakte der elektrischen Anschlüsse mit ihren Gegenstücken in Ver­ bindung sind. Da der Schutzkontakt über eine längere Strecke am Rand einer Öffnung in der (metallischen) Montageplatte anliegt als der Überlappung der elektrischen Steckkontakte entspricht, kommt beim Einstecken des Quarz-Infrarotstrah­ lers zunächst der Schutzkontakt, welcher gleichzeitig die mechanische Befestigung bildet, mit der Montageplatte in Berührung, bevor die Kontakte der elektrischen Anschlüsse mit ihren Gegenstücken schließen. Umgekehrt ist beim Heraus­ ziehen eines Moduls der Schutzkontakt noch in Berührung mit der Montageplatte, wenn die Steckkontakte der elektrischen Anschlüsse bereits gelöst sind. Dabei ist jedoch darauf zu achten, daß das mechanische Befestigungselement bzw. der damit verbundene elektrische Schutzkontakt in der Nähe der elektrischen Anschlüsse angebracht ist, oder daß bei mehre­ ren Befestigungselementen bzw. Schutzkontakten mindestens einer dieser Schutzkontakte in der Nähe der elektrischen Anschlüsse angebracht ist, damit nicht durch Verkanten oder Verkippen des Strahlers der Schutzkontakt von der Montage­ platte gelöst werden kann, bevor die Kontakte der elektri­ schen Anschlüsse voneinander gelöst sind. Durch eine geeig­ nete Überlänge der Schutzkontakte kann jedoch eine solche Fehlfunktion immer verhindert werden.

Für bestimmte Ausführungsformen der Erfindung erweist es sich als zweckmäßig, wenn ein an der Montageplatte oder am Steckergehäuse anbringbarer Halter für das Quarzrohr vorge­ sehen ist.

Ein derartiger Halter ermöglicht in Verbindung mit der elektrischen Steckverbindung den völligen Verzicht auf ein Gehäuse für die Quarzrohre. Um die Verbindung zwischen dem Quarzrohr und dem keramischen Steckergehäuse nicht zu sehr zu belasten, ist jedoch zumindest bei größeren Strahlern ein zusätzlicher Halter für das Quarzrohr als zweckmäßig anzusehen.

Generell ist es gemäß der Erfindung auch möglich, daß die elektrische und die mechanischen Steckverbindungen identisch sind. Insbesondere bei einem kleinen Strahler mit einer ro­ busten und auch mechanisch sicheren Steckerausführung kann auf ein zusätzliches mechanisches Befestigungselement voll­ ständig verzichtet werden.

Eine zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung besteht auch darin, daß das Quarzrohr direkt am Steckergehäuse des elek­ trischen Anschlusses, angebracht ist.

Diese Ausführungsform ist besonders bei sehr kleinen Strah­ lern bevorzugt. Das Quarzrohr kann dabei beliebig geformt sein und erfordert keinen eigenen Halter.

Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Ausführungsform vorge­ schlagen, bei welcher das Quarzrohr die Form einer Acht aufweist. Insbesondere für die vorstehend beschriebene Aus­ führungsform bietet sich eine derartige Form des Quarzroh­ res an, da durch eine versetzte Anordnung solcher Module eine gleichmäßige Flächenbestrahlung erreicht werden kann, wobei der Preis für die einzelnen Module wegen des Verzich­ tes auf ein Gehäuse und zusätzliche mechanische Befesti­ gungen der Quarzrohre niedrig gehalten werden kann.

Zur besseren Kühlung der Kontakte bietet sich eine Ausfüh­ rungsform der Erfindung an, bei welcher der Zwischenstecker und der zugehörige Stecker des Quarz-Infrarotstrahlers miteinander fluchtende Kühlkanäle aufweisen. Ein Ventilator am Verdrahtungsraum kann dabei Kühlluft zuführen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der dazuge­ hörigen Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Quarz-Infrarotstrahler in der Draufsicht und in der Seitenansicht,

Fig. 2 und 3 zwei Strahler unterschiedlicher Form ohne Ge­ häuse und mit je einem Stecker und einer einfachen mechanischen Befestigungsklammer,

Fig. 4 bis 6 weitere Formen von Quarz-Infrarotstrahlern mit je einem Stecker, ohne Gehäuse und mit je ei­ nem Halter für das Quarzrohr,

Fig. 7 einen Quarz-Infrarotstrahler in S-Form mit je ei­ nem elektrischen Anschluß an den beiden Enden,

Fig. 8 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Verlängerungsstecker,

Fig. 9a und 9b Verlängerungsstecker und Strahlerstecker mit fluchtenden Kühlkanälen,

Fig. 10 einen Querschnitt durch einen Strahlerschirm mit Kühlgebläse,

Fig. 11 einen Quarzrohrhalter für Ausführungsformen nach den Fig. 4 bis 7 und

Fig. 12 einen Kontakt für den Verlängerungsstecker mit drei Flachkontakten und einer Steckhülse.

Fig. 1 zeigt einen Quarz-Infrarotstrahler, wie er den bis­ her bekannten Modulstrahlern am ehesten entspricht. Dabei sind in einem Metallgehäuse 13 Quarzrohre 4 parallel neben­ einander angeordnet, wobei entweder ein Teil oder auch alle der Quarzrohre 4 jeweils von elektrischen Heizelementen 12 durchzogen sind. In der in Fig. 1 ebenfalls dargestellten Seitenansicht des erfindungsgemäßen Quarz-Infrarotstrahlers erkennt man deutlich die Unterschiede zu herkömmlichen Mo­ dulstrahlern. Ein Zwischenstecker 2 ist an der Monta­ geplatte 1 fest angeordnet und mit dem Stecker 3 des Quarz- Infrarotstrahlers verbunden. An seiner Oberseite weist der Zwischenstecker 2 drei Anschlußkontakte 7a, 7b auf, welche später noch näher beschrieben werden. Die mechani­ schen Befestigungselemente 5 bestehen aus einem zentralen Stift 5b sowie aus Blattfedern 5a, welche am Rand einer Öffnung 22 in der Montageplatte 1 unter Federdruck anliegen. Die Länge der Blattfedern 5a und der Stifte 5b ist dabei so gewählt, daß die Blattfedern länger mit der Montageplat­ te 1 in Kontakt bleiben als die Kontakte der Stecker 2 und 3, wenn der Strahler nach unten aus den Steckverbindungen herausgezogen wird.

Die Fig. 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsformen von Quarz-Infrarotstrahlern, die vor allem dadurch möglich wur­ den, daß die elektrische Verbindung steckbar ist. Dabei kann auf den mechanischen Haltebügel 5 für den Stecker 3 auch verzichtet werden. Die Formen der Quarzrohre lassen sich so den gewünschten Strahlungsbedingungen auf der grö­ ßeren Fläche eines Strahlerschirmes nahezu beliebig anpas­ sen.

Die Fig. 4 bis 6 zeigen weitere Formen von Quarzrohren für einen Quarz-Infrarotstrahler, wobei wegen der Größe und Form der Quarzrohre ein zusätzlicher Halter 14 vorgesehen ist, der in Fig. 11 dargestellt ist. Dieser Halter 14 be­ steht im wesentlichen aus T-förmigen, gestanzten Blechtei­ len, welche an ihren Querenden V-förmige Aussparungen auf­ weisen, winkelig gebogen sind und im abgewinkelten Teil ein Langloch 24 aufweisen. Die V-förmigen Aussparungen dienen zur Aufnahme des Quarzrohres und die Enden des Blechstrei­ fens lassen sich zu diesem Zweck weitgehend beliebig bie­ gen. Das Langloch 24 dient zum verschiebbaren Befestigen des Quarzrohrhalters 4. In den Fig. 4 und 5 sind bei­ spielsweise jeweils zwei derartige Halter mit einer einzi­ gen Schraube durch die Langlöcher 24 an der Montageplatte 1 befestigt. Auch die Beispiele der Fig. 5 und 6 zeigen derartige Halter 4 in abgewandelter Form. Bemerkenswert ist bei der Ausführungsform nach Fig. 7, daß das Quarzrohr nicht in sich geschlossen verläuft, so daß die Anschlüsse des elektrischen Heizelementes 12 an zwei getrennten Steckern 2 herausgeführt werden. Die Stromversorgung erfolgt also von zwei getrennten Steckern bzw. Steckdosen her.

Fig. 8 zeigt einen an der Montageplatte 1 angebrachten Zwischenstecker. Im Querschnittbild der Fig. 8 er­ kennt man deutlich das stufenförmig abgesetzte Isolations­ gehäuse 15 des Steckers 2, welches mit Passung in die Öff­ nung 16 der Montageplatte 1 eingesetzt werden kann. Öffnung 16 und Stecker 2 haben in der Draufsicht kreisförmigen Querschnitt. Der Absatz 17 des Isolationsgehäuses 15 ruht auf dem Rand der Öffnung 16 der Montageplatte 1. Federnd gelagerte Schieber 6 können in den stufenförmig abgesetz­ ten Teil des Isolationsgehäuses 15 vollständig eingeschoben werden, so daß das Isolationsgehäuse 15 mit dem stufenför­ mig abgesetzten Teil in die Öffnung 16 der Montageplatte 1 eingeführt werden kann. Die Schieber 6 gleiten unter dem Federdruck aus ihren Vertiefungen wieder heraus, sobald sie die Öffnung 16 passiert haben und unter die Montageplatte 1 gleiten können. Der lichte Abstand zwischen dem Absatz 17 und der Oberkante der Schieber 6 entspricht dabei gerade der Dicke der Montageplatte 1. Auf diese Weise ist das Iso­ lationsgehäuse 15 und damit der gesamte Zwischenstecker 2 sicher an der Montageplatte 1 fixiert. In der Drauf­ sicht der Fig. 8 erkennt man die abgewinkelten Flügelele­ mente 7b und das zentrale Flachsteckerelement 7a, welche durch die rechtwinkelig zueinander angeordneten Schlitze 19 in den Stecker eingeschoben wurden, worauf dann die Flügel­ elemente 7a aus ihrer mit den Schlitzen 19 fluchtenden Stel­ lung seitlich herausgeschwenkt wurden und so den aus Flach­ steckelementen und Steckhülse bestehenden metallischen Kon­ takt des Zwischensteckers 2 fixieren. Der in Fig. 8 dargestellte Zwischenstecker 2 weist zwei elektrische Kontakte auf, wobei jeder dieser Kontakte auf der Seite des Verdrahtungsraumes 9 jeweils drei AMP-Flachstecker zum An­ schluß dreier verschiedener Drahtanschlüsse mit Steckhül­ sen und Crimpverbindungen an ein und demselben Kontakt bzw. Pol eines Heizelementes aufweist. Dadurch kann man ohne die Verwendung zusätzlicher Steckerstützpunkte oder Draht­ klemmen mit wenig Verdrahtungsmaterial Parallelschaltungen oder Kombinationen von Parallel- und Reihenschaltungen ver­ schiedener Strahlermodule herstellen.

In den Fig. 9a und 9b ist deutlicher zu erkennen, wie die Steckhülse 20 am Grund 23 der Ausnehmung 21 anstößt, und daß der lichte Abstand zwischen den Flügelelementen 7b und der Steckhülse etwa der Wandstärke des Isolationsge­ häuses 15 am Grund 23 der Ausnehmung 21 entspricht. Der Zwischenstecker 2 und der Anschlußstecker 3 in den Fig. 9a und 9b weisen miteinander fluchtende Kühlkanäle 25 auf. Während jedoch bei der Ausführungsform nach Fig. 9a die Kühlluft oberhalb der Quarzrohre 4 mit den elektrischen Heizelemente 12 auf der Gehäuseoberfläche entlanggeführt wird, strömt sie bei der Ausführungsform nach der Fig. 9b seitlich aus dem Stecker 3 heraus.

In Fig. 10 ist schematisch ein Strahlerschirm mit Montage­ platte 1, mehreren Strahlermodulen, einer Abdeckung 26, Ge­ bläsen 10 und einer Luftaustrittsöffnung 11 dargestellt. Die Kühlluft streicht im Verdrahtungsraum 9 über die frei­ liegenden Flächen der beschriebenen dreifachen Kontakte. Wegen ihrer großen Flächen werden die Flachstecker durch die vorbeistreichende Kühlluft gut gekühlt.

Fig. 12 zeigt einen der dreiflügeligen Kontakte mit Steck­ hülse 20 im Ausgangszustand, wie er in einen Zwischen­ stecker 2 nach Fig. 8 eingeschoben werden kann. Die Brücken 18 können mehr oder weniger breit gestaltet werden und verringern so je nach Breite die Wärmeleitfähigkeit zwi­ schen Steckhülse 20 bzw. zentralem Steckerelement 7a und den Flügelelementen 7b. Außerdem ermöglichen die Brücken 18 ein leichtes Verschwenken bzw. Verbiegen der Flügelelemente 7b gegenüber dem zentralen Element 7a.

Die als Kühlflächen dienenden Steckerelemente 7a, 7b müssen nicht notwendigerweise als Flachstecker ausgeführt sein, sondern könnten ebenso direkt mit Crimpanschlüssen oder ähnlichen Drahtverbindungselementen versehen sein, wenn die Verdrahtung nicht flexibel sein muß und im wesentlichen nie verändert wird. Jedoch ist es für die Montage vorteilhaft, den Stecker 2 wirklich als Zwischenstecker mit steck­ baren Flachsteckerelementen 7a, 7b auszuführen und unab­ hängig von dieser Ausführung ist die Anordnung von Kühlflä­ chen zur Absenkung der Kontakttemperaturen vorteilhaft.

Der Zwischenstecker 2, der zur Seite der Strahler hin als Steckdose erscheint und zum Verdrahtungsraum 9 die er­ wähnten Flachkontakte 7, 7a,b aufweist, kann auf der Außen­ seite seines Isolationsgehäuses 15 stufenförmig abgesetzt sein, daß er von unten in die Montageplatte 1 einführbar ist. In ähnlicher Weise wie bei der vorbeschriebenen Aus­ führungsform, kann der Zwischenstecker 2 dabei von ei­ nem Schieber 6 gehalten werden. Der Schieber 6 kann weiter­ hin ein zusätzliches Federelement aufweisen oder derart fe­ dernd gelagert sein, daß der Zwischenstecker 2 an Mon­ tageplatten unterschiedlicher Dicke sicher fixiert werden kann. Die Funktionen von Stecker und Steckdosen können selbstverständlich auch jeweils vertauscht sein, so daß sich am Strahler eine Steckdose befindet, während der Zwischen­ stecker mit seinen Flachkontakten zur Seite des Strah­ lers hinweist.

Claims (20)

1. Quarz-Infrarotstrahler mit

• a) mindestens einem elektrischen Heizelement (12), das in mindestens einem Quarzrohr (4) angeordnet ist,
• b) einem Gehäuse (13) zur Aufnahme des Quarzrohres (4)
• c) elektrischen Anschlüssen (3) und mindestens einem Befestigungselement (5)
  dadurch gekennzeichnet, daß
• e) eine Montageplatte (1) vorhanden ist,
• f) die elektrischen Anschlüsse (3) und das Befestigungselement (5) steckbar mit an der Montageplatte (1) angebrachten Gegenstücken (2, 22) verbunden sind,
• g) die elektrischen Anschlüsse (3) und ihre Gegenstücke (2) Isolationsgehäuse (27, 15) aus Keramik aufweisen,
• h) die Gegenstücke (2) in der Montageplatte (1) als Zwischenstecker ausgebildet sind und
• i) die Zwischenstecker Kühlflächen (7a, 7b) aufweisen.

2. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (3) des Quarz-Infrarotstrahlers und das Befestigungselement (5) als Stecker und ihre Gegenstücke (2, 22) als entsprechende Steckdosen ausgeführt sind.

3. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Stecker desselben Infrarotstrahlers gleichzeitig mit verschiedenen Steckdosen zu­ sammensteckbar sind.

4. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse verschiedener Infrarotstrahler gleichzeitig mit derselben Steckdose zusammensteckbar sind.

5. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steckverbindungselemente aus Flachsteckern (7, 7a, 7b) und Steckhülsen nach DIN 46249 bestehen.

6. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenstück (2) der elektrischen Anschlüsse (3) des Infrarotstrahlers aus einem im Querschnitt auf seiner Außenseite stufenförmig ausgebildeten Keramikgehäuse (15) besteht, welches mit seinem Absatz (17) auf dem Rand einer Öffnung (16) in der Montageplatte (1) aufliegt und durch einen Schieber (6), welcher unterhalb der Monta­ geplatte (1) federnd im abgesetzten Teil des Keramikgehäuses (15) gelagert ist, lösbar an der Montageplatte befestigt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstecker einen Flachstecker mit drei gegeneinander biegbaren Steckerelemen­ ten (7a, 7b) aufweist, welche über schmale Brücken (18) miteinander verbunden sind.

8. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flachstecker aus einem zentralen Element (7a) und zwei Flügelelementen (7b) besteht, deren Unterkante im Abstand oberhalb einer einstückig mit dem zentralen Element (7a) verbundenen Steckhülse (20) liegt, daß das Isolationsgehäuse (15) mindestens einen Schlitz (19) für den Flachstecker und eine daran anschließende Ausnehmung (21) für die Steckhülse (20) aufweist, daß der Schlitz das Isolationsgehäuse (15) durchgreift, daß der Grund (23) der Ausnehmung (21) einen Anschlag für die Steckhülse (20) bildet.

9. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei miteinander verbundene Schlitze (19), welche in der Draufsicht um einen Winkel gegeneinander verdreht sind und deren Querschnitt dem Querschnitt der drei Flachsteckerelemente (7a, 7b) entspricht, das Isolationsgehäuse (15) durchgreifen.

10. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Isolationsgehäuse (15) mehrere Schlitze (19) und Ausnehmungen (21) für mehrere Flachstecker (7a, 7b) mit Steckhülsen (20) vorgesehen sind.

11. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (5) aus einem in eine Öffnung (22) der Montageplatte (1) federnd einrastbaren Stift besteht.

12. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (5) einen elektrischen Schutzkontakt aufweist.

13. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Befestigungselement (5) an seiner Berührungsfläche mit der Montageplatte (1) und das Gehäuse (13) aus Metall bestehen und elektrisch leitend miteinander verbunden sind.

14. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzkontakt aus mindestens einer länglichen, metallischen Blattfeder (5a) besteht, welche an der Außenseite eines unter Druck in eine Öffnung (22) der Montageplatte (1) einführbaren Stiftes (5b) federnd anliegt, und daß die von Rand der Öffnung (22) beim Einführen des Stiftes überstrichene Strecke auf der Außenseite der Blattfeder (5a) länger ist als die Überlappung der elektrischen Steckkontakte (7, 20).

15. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Anschlüsse (3), ihre Gegenstücke (2) und das Befestigungselement (5) ganz oder teilweise identisch sind.

16. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein an der Montageplatte (1) oder am elektrischen Anschluß (3) anbringbarer Halter (14) für das Quarzrohr (4) vorgesehen ist.

17. Quarz-Infrarotstrahler nach einem der Ansprüche 1 bis 1 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzrohr (4) direkt am Keramikgehäuse (27) des elektrischen Anschlusses (3) angebracht ist.

18. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Quarzrohr (4) die Form einer Acht aufweist.

19. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 2 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenstecker (2) und der zugehörige Stecker (3) des Quarz-Infrarotstrahlers miteinander fluchtende Kühlkanäle (25) aufweisen.

20. Quarz-Infrarotstrahler nach Anspruch 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ventilrohr (10) zum Zuführen von Kühlluft am Verdrahtungsraum (9) vorgesehen ist.