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Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Leiterplatte zum Steuern und/oder Überwachen eines einen Heizblock aufweisenden Heizgerätes zum Erwärmen eines flüssigen Mediums. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung einen solchen Heizblock. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Heizgerät, insbesondere einen Durchlauferhitzer mit einem solchen Heizblock. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Installieren eines Sensors an einem solchen Heizblock.
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Heizgeräte zum Erwärmen eines flüssigen Mediums, insbesondere Durchlauferhitzer, sind allgemein bekannt. Hierbei sind insbesondere Durchlauferhitzer zum Erwärmen bzw. Erhitzen von Wasser bekannt, die das Wasser erhitzen, während es durch dieses Heizgerät hindurchströmt. Grundsätzlich sind auch andere flüssige Medien nach diesem Prinzip erwärmbar, die nachfolgenden Ausführungen erläutern die Zusammenhänge aber repräsentativ anhand von Wasser.
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Ein solcher Durchlauferhitzer umfasst einen Heizblock mit Strömungskanälen zum Führen des zu erwärmenden Wassers. In diesen Führungskanälen sind Heizelemente, wie bspw. schraubenförmige Heizwände, angeordnet. Zum Überwachen und ggf. daraus resultierendem Steuern des Aufheiz- oder Aufwärmvorgangs sind Messungen mit entsprechenden Sensoren vorgesehen. Hierbei können Parameter, wie Strömungsgeschwindigkeit und Durchflussmenge, Temperatur und Druck des Wassers, aufgenommen und weiter verwertet werden.
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Die tatsächliche physikalische Messung des betreffenden Parameters bzw. eines repräsentativen Parameters kann dabei über Sensoren erfolgen, die mittelbar an oder in einem Strömungskanal angeordnet sind. Zumindest sind solche Sensoren unmittelbar an oder in dem Heizblock angeordnet, der die Strömungskanäle aufweist. Eine weiteführende Aufnahme und Auswertung der Messwerte und ggf. Berücksichtigung im Rahmen einer Steuerung oder Regelung kann mittels einer elektronischen Leiterplatine vorgenommen werden, die eine entsprechende Auswerteeinheit trägt, oder die aufgenommenen Daten können einer weiteren Auswertung, wie bspw. einem Steuerchip oder Prozessrechner, zugeführt werden.
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Bspw. werden in elektronisch gesteuerten oder geregelten Durchlauferhitzern sog. Durchflussmengenerfassungssysteme eingebaut, um zu ermitteln, welche Wassermenge den Durchlauferhitzer durchströmt, und um so bestimmen zu können, wie viel Energie dem Wasser beigefügt werden muss, um die gewählte Wassertemperatur zu erhalten. Heutzutage wird dazu von den meisten oder allen bekannten Herstellern ein Magnetrad eingesetzt, welches das Durchflusssignal mittels der magnetischen Felder, die sich auf dem Rad befinden, an einen Sensor, einen sog. Hall-IC, überträgt. Ein solcher Hall-IC wurde bislang entweder in ein separates Gehäuses eingebaut oder über eine kleine Leiterplatte in den Heizblock gesteckt. In beiden Varianten muss die elektrische Kontaktierung des Hall-IC's bzw. der Hall-IC-Baugruppe mit einer entsprechenden Steuer- oder Auswerteeinrichtung über zusätzliche Verbindungselemente hergestellt werden. Hierfür kommen Stecker oder Lötkontakte in Betracht.
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Eine Adaptierung oder Anpassung einer Durchflussmengenerfassungseinheit wird über separate Bauteile mit dem Heizblock erreicht. In solchen Bauteilen können sich auch die Lagerstellen des Laufrades befinden. Ein entsprechendes Adapterstück kann auch in den Heizblock eingesteckt werden. Das deutsche Gebrauchsmuster
DE 20 2008 017 937 U1 zeigt bspw. ein entsprechendes Flügelrad mit Magnet.
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In anderen Fällen kann es notwendig sein, dass eine Auswerteeinheit eines entsprechenden Sensors in einer bestimmten räumlichen Lage zu diesem und damit zum Heizblock fixiert wird. Hierbei ist es bei der Installation oftmals schwer möglich, zu kontrollieren, ob die Auswerteeinheit oder ein Sensor der Auswerteeinheit auch tatsächlich in der gewünschten Position angeordnet ist, wie sie bzw. er gebraucht wird.
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Bei Verwendung elektronischer bzw. elektronisch auszuwertender Sensoren besteht eine elektrische Verbindung von den Sensoren, oder von dem einen Sensor wenn nur ein Sensor verwendet wird, zur elektronischen Leiterplatine. Eine solche elektronische Verbindung wird üblicherweise mittels entsprechend vorbereiteter Steckkontakte vorgenommen. Hierfür kann bspw. ein isolierter Draht mit einem Ende auf der Leiterplatine verlötet sein und an seinem anderen Ende mit einem Stecker versehen sein, der auf einen korrespondierenden Stecker am Heizblock passt und dort aufgesteckt wird, nachdem die Leiterplatine am Heizblock befestigt wurde.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, zumindest eines der o. g. Probleme zu adressieren. Insbesondere soll die Ankopplung zwischen Sensoren im Heizblock und einer Auswertelektronik verbessert werden. Möglichst sollen Elemente eingespart werden, die Anordnung entsprechender Leiterplatinen fehlersicherer gemacht werden und/oder Kosten eingespart werden. Vorzugsweisen soll eine korrekte Anordnung einer Leiterplatine ohne Einsatz zusätzlicher Bauteile geschaffen werden. Zumindest soll eine alternative Lösung angegeben werden.
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Erfindungsgemäß wird eine elektronische Leiterplatine zum Steuern und/oder zum Überwachen eines, einen Heizblock aufweisenden Heizgerätes zum Erwärmen eines flüssigen Mediums gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Eine solche Leiterplatte umfasst eine Grundplatte mit einem Hauptabschnitt, einem Nebenabschnitt und wenigstens einem den Nebenabschnitt mit dem Hauptabschnitt verbindenden elastischen Stegabschnitt. Der Hauptabschnitt ist zum Befestigen auf oder an dem Heizblock vorgesehen. Es können bspw. entsprechende Bohrungen zum Festschrauben der Grundplatte an dem Heizblock vorgesehen sein, um nur ein Beispiel zu nennen.
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Auf der Grundplatte, die den Hauptabschnitt, Nebenabschnitt und Stegabschnitt aufweist, insbesondere aus diesen drei Abschnitten besteht, weist wenigstens eine verbindende Leiterbahn auf, die von dem Hauptabschnitt über den Stegabschnitt zum Nebenabschnitt verläuft. Der Nebenabschnitt kann so mittels dieser, wenigstens einen, verbindenden Leiterbahn über den Stegabschnitt mit dem Hauptabschnitt elektrisch verbunden werden.
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In einem entspannten Zustand liegen der Nebenabschnitt, der Hauptabschnitt und der Stegabschnitt in einer gemeinsamen Ebene, die hier als Hauptebene bezeichnet wird.
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Somit weist die Leiterplatine eine grundsätzlich ebene Grundplatte auf. Der Nebenabschnitt ist mit wenigstens einem Sensorelement zum Aufnehmen wenigstens einer Messgröße des Heizblocks bestimmt. Es wird somit vorgeschlagen, ein solches Sensorelement auf dem Nebenabschnitt anzuordnen. Insoweit wird überhaupt vorgeschlagen, ein solches Sensorelement auf der Leiterplatine, nämlich der Grundplatte, anzuordnen, statt dieses auf einer separaten Platine oder anderweitig separat zu der Leiterplatine anzuordnen.
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Der Nebenabschnitt ist dabei über den wenigstens einen Stegabschnitt so elastisch mit dem Hauptabschnitt verbunden, dass der Nebenabschnitt über ein Biegen des Stegabschnitts aus der Hauptebene herausgebogen werden kann. Insoweit wird eine Biegung angesprochen, bei der die wenigstens eine verbindende Leiterbahn nicht beschädigt wird, so dass auch im Falle dieser Biegung elektrischer Strom über diese Leiterbahn weiterhin fließen kann. Insbesondere kann das Sensorelement über diese Leiterbahn mit weiteren Elementen auf dem Hauptabschnitt verbunden und funktional gekoppelt werden. Diese Verbindung bzw. Kopplung bleibt trotz Biegung der Grundplatte im Bereich des Stegabschnitts bestehen. Dass eine oder mehrere solcher Leitungsbahnen beim Biegen des Stegabschnitts nicht beschädigt werden, kann bspw. dadurch erreicht werden, dass das Material der betreffenden Leiterbahn eine entsprechende Elastizität aufweist. Wenn eine Leiterplatine verwendet wird, die im Stegbereich mehrere Schichten aufweist, kann die Schicht als besonders unelastisch vorgesehen werden, auf der die wenigstens eine Leiterbahn angeordnet ist. Das Biegen des Stegabschnitts führt dann bei dieser Schicht zu weniger Stauchungen oder Streckungen als bei den anderen Schichten. Entsprechend gering ist die Auswirkung einer Biegung auf die wenigstens eine Leiterbahn. Eine weitere Möglichkeit, Beschädigungen der wenigstens einen Leiterbahn zu verhindern besteht darin, die Leiterbahn auf dem Stegabschnitt künstlich zu verlängern, indem sie bspw. schräg oder mäanderförmig, zickzackförmig oder ähnlich angeordnet wird.
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Außerdem oder alternativ kann auch der Stegabschnitt so ausgebildet sein, dass das Herausbiegen des Nebenabschnitts aus der Hauptebene nur zu schwachen Biegungen im Bereich des wenigstens einen Stegabschnitts führt. Hierzu kann der Stegabschnitt bspw. durch einen entsprechenden Verlauf sehr lang ausgebildet werden, wie bspw. durch einen labyrinthartigen Verlauf.
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Die Biegung des Nebenabschnitts aus dem Hauptabschnitt ist dazu vorgesehen, dass das wenigstens eine Sensorelement in seiner Position und/oder Ausrichtung an den Heizblock angepasst wird. Das Sensorelement kann hierdurch näher an den Heizblock herangeführt werden oder beim Befestigen der Leiterplatine an dem Heizblock kann ggf. auch der Nebenabschnitt von Heizblock weggedrückt werden. Insbesondere die Entfernung zwischen dem Sensorelement und dem Heizblock, insbesondere an einer Position an der das Sensorelement oder die Leiterplatine in diesem Bereich den Heizblock berührt, bezeichnet die Position des Sensorelementes zum Heizblock.
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Außerdem kann das Sensorelement oder ein relevanter Bereich des Nebenabschnitts, auf dem das Sensorelement angeordnet ist, eine gewisse flächige Ausdehnung haben, die nicht vernachlässigbar ist, so dass also nicht von einem punktförmigen Sensorelement ausgegangen werden kann. In diesem Fall bezeichnet eine Planparallelität einer solchen Fläche des Sensorelementes oder des entsprechenden Bereichs des Nebenabschnitts zu einer korrespondierenden Fläche, insbesondere Anlagefläche, des Heizblocks eine Ausrichtung. Eine planparallele Ausrichtung solcher zweier Flächen ist aber nur eine mögliche Ausrichtung. Insbesondere ist vorgesehen, dass der elastische Stegabschnitt erst eine planparallele Ausrichtung zwischen Sensorelement und Heizblock ermöglicht. Mit anderen Worten kann zunächst eine nicht-planparallele Ausrichtung vorliegen und beim Befestigen der Leiterplatine an den Heizblock legt sich der Nebenabschnitt so an den Heizblock an, dass sich dort eine Planparallelität ergibt. Diese Ausrichtung bzw. Änderung der Ausrichtung wird dabei erst durch die Elastizität des Stegabschnitts ermöglicht.
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Es kann also auf der Grundplatte der Leiterplatine das Sensorelement vorgesehen sein und sich aufgrund der Elastizität des Stegabschnitts in Position und Ausrichtung an den Heizkörper anpassen. Hierdurch können auch an einer entsprechenden Berührungsstelle elektrische Verbindungen durch entsprechende elektrische Kontaktierungen erreicht werden, wodurch elektrische Steckverbindungen vermieden werden können. Der Aufbau der Leiterplatine und das Befestigen derselben am Heizblock zum Zwecke einer Kopplung mit Sensorelementen des Heizblocks kann somit einfach gestaltet werden.
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Vorzugsweise kann der Nebenabschnitt durch den Stegabschnitt um wenigstens eine, vorzugsweise wenigsten drei mittlere Dicken der elektronischen Leiterplatine aus der Hauptebene gebogen werden, so dass der Nebenabschnitt im Bereich des wenigstens einen auf dem Nebenabschnitt montierten elektronischen Sensorelementes um wenigstens eine dieser mittleren Dicken, insbesondere um wenigstens drei dieser mittleren Dicken, in einer zur Hauptebene senkrechten Richtung aus der Haupteben gebogen werden kann. Somit kann die Leiterplatine, insbesondere im Bereich ihres Hauptabschnitts, auf einem Körper wie dem Heizblock montiert werden und das auf der Leiterplatine befestigte Sensorelement ist dennoch um wenigstens eine oder wenigstens drei Dicken in seiner Position veränderbar. Somit ist es möglich, ohne zusätzliches Element für das Sensorelement eine gewisse Flexibilität der Positionierung zu schaffen. Anordnung und Verschaltung des elektrischen Sensorelements auf der Platine kann auf einfache Weise vor dem Montieren der Platinen erfolgen.
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Vorzugsweise ist zum Auswerten von Signalen, insbesondere Messwerten des Sensorelements, auf dem Hauptabschnitt eine mit dem Sensorelement elektrisch verbundene Steuerung vorgesehen. Eine elektrische Verbindung erfolgt insbesondere über die wenigstens eine Leiterbahn, die zwischen dem Nebenabschnitt und dem Hauptabschnitt über den Stegabschnitt vorgesehen ist. Somit ist es möglich, das Sensorelement und auch eine Steuerung auf derselben Platine vorzusehen, insbesondere die Platine mit all diesen Elementen und dafür notwendigen Bauteilen zu bestücken und dennoch eine Flexibilität beim Anordnen des Sensorelements zu erreichen.
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Vorzugsweise ist das wenigstens eine Sensorelement als SMD-Bauteil auf der Leiterplatte verlötet. Ein SMD-Bauteil ist eines, das ohne Verwendung von Drähten unmittelbar auf eine Platine gelötet wird. Die Abkürzung SMD ist im englischen Sprachgebrauch entstanden und steht für ”Surface Mounted Device”. Hierdurch kann das Anordnen eines entsprechenden Sensorelements noch weiter vereinfacht werden, indem dieses als SMD-Bauteil auf dem Nebenabschnitt angeordnet und verlötet wird und über den Stegabschnitt mit einer Steuerung verbunden sein kann.
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Vorzugsweise ist der Nebenabschnitt relativ zur Hauptebene über den wenigstens einen Stegabschnitt in wenigstens zwei Richtungen, insbesondere in zwei orthogonalen Richtungen kippbar. Durch diese Kippbarkeit in mehrere Richtungen soll insbesondere eine flexible Möglichkeit der Ausrichtung des Nebenabschnitts, insbesondere eines dort installierten Sensorelements, erreicht werden.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Nebenabschnitt von dem Hauptabschnitt umgeben ist, dass außerdem oder stattdessen zwischen dem Nebenabschnitt und dem Hauptabschnitt Freischnitte vorgesehen sind und zwischen den Freischnitten mehrere der Stegabschnitte ausgebildet sind. Insoweit kann zunächst eine im Grund herkömmliche, z. B. rechteckige, Platine oder Platinenplatte verwendet werden. Diese wird dann so mit Freischnitten versehen, es werden also Aussparungen vorgenommen, die den Nebenabschnitt vom verbleibenden Hauptschnitt trennen. Es verbleiben aber Stegabschnitte, die den Nebenabschnitt mit dem Hauptabschnitt verbinden.
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Durch das Vorsehen dieser Freischnitte, wodurch nur noch die Verbindung über die Stegabschnitte verbleibt, wird die Flexibilität geschaffen, die benötigt wird, um den Nebenabschnitt aus der Hauptebene der Platine herauszubiegen.
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Die Freischnitte, und damit die entstehenden oder verbleibenden Stegabschnitte, können nun so gestaltet werden, dass sich eine entsprechende Biegsamkeit ergibt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass die Stegabschnitte eine direkte oder kürzeste Verbindung zwischen dem Nebenabschnitt und dem Hauptschnitt darstellt, um dadurch insbesondere den jeweiligen Verbindungsweg, den ein Stegabschnitt schafft, möglichst lang zu machen, um dadurch die Flexibilität der Verbindung zwischen Neben- und Hauptabschnitt zu erhöhen. Bspw. können die Freischnitte auch so vorgesehen sein, dass sich labyrinthartige Stegabschnitt ergeben. Auch eine solche labyrinthartige Ausgestaltung führt zu langen Verbindungsstrecken zwischen Nebenabschnitt und Hauptschnitt, nämlich Verbindungsstrecken, die deutlich länger sind als der tatsächliche zu überbrückende Abstand zwischen Nebenabschnitt und Hauptabschnitt.
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Vorzugsweise ist der wenigstens eine Stegabschnitt und/oder entsprechende Freischnitte zumindest abschnittsweise labyrinthartig ausgestaltet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der wenigstens einen der Stegabschnitte und/oder die Freischnitte ganz oder abschnittsweise spiralförmig ausgebildet sind. Auch durch eine spiralförmige Ausbildung lässt sich wie oben beschrieben eine Flexibilität der Verbindung zwischen Nebenabschnitt und Hauptabschnitt erreichen.
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Außerdem oder alternativ wird vorgeschlagen, dass der wenigstens eine Stegabschnitt und/oder die Freischnitte vom Hauptabschnitt zum Nebenabschnitt um wenigstens 90° um das wenigstens eine Sensorelement herumverlaufen. Außerdem oder alternativ verläuft die wenigstens eine Leiterbahn vom Hauptabschnitt zum Nebenabschnitt um wenigstens 90° um das wenigstens eine Sensorelement herum. Auch hierdurch wird eine Strecke mechanischer bzw. elektrischer Verbindung zwischen Haupt- und Nebenabschnitt geschaffen, die wesentlich länger ist, als der tatsächliche Abstand zwischen Neben- und Hauptabschnitt. Entsprechend lässt sich die Flexibilität erhöhen. Eine Biegung, die zu einer Positionsabweichung des Nebenabschnitts im Vergleich zum Hauptabschnitt um nur wenige Dicken der Platine führt, führt dabei zu geringen oder sogar kaum spürbaren Biegungen in solchen verlängerten Stegabschnitten. Auch dadurch lässt sich erreichen, dass bei der vorgesehenen Biegung die verbindende Leiterbahn oder verbindenden Leiterbahnen nicht beschädigt werden.
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Für alle Ausführungsformen ist um Grunde gemeinsam, dass das Biegen des Stegabschnitts dazu führen kann, dass eine Rückstellkraft entsteht, die nämlich von der Platine, insbesondere dem Stegabschnitt ausgehend der Biegung entgegengerichtet ist. Diese Rückstellkraft kann auch als Andrückkraft oder Anpresskraft des Nebenabschnitts gegen den Heizblock verwendet werden, wenn die Leiterplatine entsprechend an dem Heizblock installiert ist. Vorzugsweise wird eine Leiterplatine verwendet, die ein allgemein übliches Material einer Platine aufweist. Eine solche bekannte Leiterplatine wird insoweit im Wesentlichen oder ausschließlich in ihrer Form angepasst, indem Nebenabschnitt und Stegabschnitt geschaffen werden, insbesondere indem beschriebene Freischnitte vorgenommen werden. Eine solche Leiterplatine ist üblicherweise aus einem elastischen Material gefertigt, so dass eine Biegung zu einer dauerhaften Gegenkraft führt.
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Gemäß einer weitere Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Nebenabschnitt mit dem Stegabschnitt einen sich von dem Hauptabschnitt in eine Richtung fingerartig erstreckenden Fingerabschnitt bildet. Ein solcher Fingerabschnitt kann bspw. ein Fünftel oder weniger der Breite des Hauptabschnitts aufweisen und eine Länge aufweisen, die wenigstens den 3-fachen, insbesondere wenigstens den 5-fachen Wert der Breite des Stegabschnitts bzw. des Fingerabschnitts aufweist. Es kann somit eine Leiterplatine vorgesehen sein, die auf einem Hauptabschnitt in bekannter Art und Weise Steuereinheiten, Auswerteeinheiten und/oder andere gewünschte Elemente oder Baugruppen enthält. Für das Vorsehen wenigstens eines Sensorelementes ist dieses auf einem schlanken sich fingerartig erstreckenden Fingerabschnitt im Grunde am Ende vorgesehen und wird mit entsprechenden Elementen auf dem Hauptabschnitt über entsprechenden Leiterbahnen auf dem Fingerabschnitt verbunden.
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Vorzugsweise kann das wenigstens eine Sensorelement ein Hall-IC zum Aufnehmen magnetischer Signale, insbesondere magnetischer Signale eines Magnetrades zum Erfassen einer Durchflussmenge, sein. Hier kann ein entsprechendes Magnetrad in dem Heizblock installiert sein und die Leiterplatine wird so an dem Heizblock installiert, dass der Nebenabschnitt mit dem Sensorelement darauf, nämlich dem Hall-IC, unmittelbar benachbart zum Magnetrad angeordnet wird. das Sensorelement kann dort die Signale des Magnetrades aufnehmen und zur Auswertung dem Hauptabschnitt weiterleiten.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass das Sensorelement ein Temperatursensor zum Erfassen einer Temperatur in dem Heizblock ist. Durch die Leiterplatine kann ein solcher an einer gewünschten Position an dem Heizblock angeordnet werden. Dort kann das Sensorelement entweder direkt eine Temperatur aufnehmen und messen oder entsprechende Signale von einem elektrischen Bauteil, wie bspw. einem Fühler, das an oder in dem Heizblock fest installiert ist, aufnehmen. Bspw. können Widerstandswerte eines temperaturabhängigen Widerstandes, der im Heizblock angeordnet ist, durch den Sensor auf der Leiterplatte ausgewertet werden.
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Eine weitere Ausgestaltung schlägt vor, dass zum Erfassen eines Drucks ein Drucksensor vorgesehen ist, der somit das elektrische Sensorelement bildet. Auch ein solcher Drucksensor kann direkt oder indirekt einen Druck erfassen, wie im Zusammenhang mit dem Temperatursensor erläutert wurde.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine Prüfschaltung vorgesehen ist zum Überprüfen, ob zwischen dem Sensorelement auf dem Nebenabschnitt und dem Heizblock ein elektrischer Kontakt hergestellt wurde. Diese Prüfschaltung umfasst einen ersten und zweiten Kontakt. Zum Herstellen einer galvanischen Verbindung mit einem ersten bzw. zweiten auf dem Heizblock angeordneten Gegenkontakt. Dabei ist die Prüfschaltung dazu vorbereitet, zu erkennen, ob ein elektrischer Strom vom ersten Kontaktpunkt zum zweiten Kontaktpunkt fließt.
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Somit sind zwei Kontaktpunkte an dem Nebenabschnitt der Leiterplatine vorgesehen. Diese sollen mit entsprechenden Gegenkontaktpunkten des Heizblocks verbunden werden, nämlich so, dass der erste Kontaktpunkt mit dem ersten Gegenkontaktpunkt und der zweite Kontaktpunkt mit dem zweiten Gegenkontaktpunkt verbunden werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass der erste und zweite Gegenkontaktpunkt miteinander galvanisch verbunden sind. Wird nun obiger Kontakt zwischen erstem und zweitem Kontaktpunkt und erstem bzw. zweitem Gegenkontaktpunkt hergestellt, besteht darüber und über die galvanische Verbindung der beiden Gegenkontaktpunkte untereinander eine galvanische Verbindung zwischen erstem und zweitem Kontaktpunkt. Die Prüfschaltung prüft, ob ein elektrischer Strom vom ersten Kontaktpunkt zum zweiten Kontaktpunkt fließt und prüft dadurch insbesondere, ob ein Kontakt zwischen erstem Kontaktpunkt und erstem Gegenkontaktpunkt besteht und/oder ob ein Kontakt zwischen zweitem Kontaktpunkt und zweitem Gegenkontaktpunkt besteht, denn nur dann kann ein elektrischer Strom vom ersten Kontaktpunkt zum zweiten Kontaktpunkt fließen, der nämlich auch über den Heizblock fließt.
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Vorzugsweise ist der erste Kontaktpunkt mit einer Auswerteeinheit, insbesondere dem Sensorelement zum Auswerten eines mit dem ersten Gegenkontakt verbundenen Sensors oder Sensorteils, vorbereitet. Der erste Kontaktpunkt und sein Kontakt zum ersten Gegenkontaktpunkt ist demnach für die Funktionalität der Auswertung durch das Sensorelement von Bedeutung, weil nämlich Informationen, insbesondere in Form elektrischer Signale, über diesen Kontakt zwischen erstem Kontaktpunkt und erstem Gegenkontaktpunkt zu dem Sensorelement bzw. Auswerteeinheit auf der Leiterplatine geleitet werden kann. Besteht dieser Kontakt zwischen erstem Kontaktpunkt und erstem Gegenkontaktpunkt nicht, können diese Informationen nicht übertragen werden. Somit kann über die Überprüfung, ob Strom zwischen erstem und zweitem Kontaktpunkt fließt, überprüft werden, ob dieser Kontakt existiert und anderenfalls kann eine Fehlermeldung ausgegeben werden.
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Vorzugsweise kann der zweite Kontaktpunkt ein Federelement aufweisen, um einen galvanischen Kontakt zwischen dem zweiten Kontaktpunkt und dem zweiten Gegenkontaktpunkt zu verbessern. Somit kann davon ausgegangen werden, dass durch dieses Federelement eine verhältnismäßig sichere Kontaktierung zwischen zweitem Kontaktpunkt und zweitem Gegenkontaktpunkt erreichbar ist. Wird nun detektiert, dass kein Strom zwischen erstem und zweitem Kontaktpunkt fließt, kann bei angenommenem Kontakt zwischen zweitem Kontaktpunkt und zweitem Gegenkontaktpunkt darauf geschlossen werden, dass zwischen erstem Kontaktpunkt und erstem Gegenkontaktpunkt kein Kontakt besteht.
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Vorzugsweise ist der erste Kontaktpunkt ein elektrischer Pluspol und der zweite elektrische Kontaktpunkt ein elektrischer Minuspol. Insoweit verwendet zumindest die Prüfschaltung einen Gleichstrom zum Prüfen der Kontaktierung.
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Somit ist insbesondere vorgesehen, dass die Prüfschaltung so ausgebildet ist, dass der elektrische Strom zwischen dem ersten und zweiten Kontaktpunkt nur über den ersten und zweiten Gegenkontaktpunkt fließen kann, wenn der erste und zweite Gegenkontaktpunkt untereinander galvanisch verbunden sind.
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Weiterhin wird ein Heizblock eines Heizgerätes, insbesondere ein Heizblock eines Durchlauferhitzers vorgeschlagen, wobei die Leiterplatine eine Grundplatte mit einem Hauptabschnitt, einem Nebenabschnitt und wenigstens einem den Nebenabschnitt mit dem Hauptabschnitt verbindenden elastischen Stegabschnitt aufweist, der Nebenabschnitt, der Hauptabschnitt und der Stegabschnitt in einem entspannten Zustand in einer gemeinsamen Hauptebene liegen, der Nebenabschnitt mit wenigstens einem Sensorelement zum Aufnehmen wenigstens einer Messgröße des Heizblocks bestückt ist, die Leiterplatine so an dem Heizblock befestigt ist, dass das Sensorelement eine vorgesehene Position einnimmt und durch eine Biegung des Stegabschnitts der Nebenabschnitt in einem Bereich, insbesondere im Bereich des wenigstens einen Sensorelementes, an einem Heizblockkörper zum Aufnehmen oder Führen des flüssigen Mediums, anliegt.
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Insbesondere wird eine Leiterplatine gemäß wenigstens einer der oben beschriebenen Ausführungsformen verwendet. Diese ist mit ihrem Hauptabschnitt so an dem Heizblock befestigt, dass das Sensorelement an dem Nebenabschnitt eine vorgegebene Position einnimmt. Hierbei erreicht der Nebenabschnitt für das Sensorelement bzw. den das Sensorelement tragenden Bereich des Nebenabschnitts, die Flexibilität bzw. Freiheit, sich an den Heizblock anzupassen. Insbesondere wird erreicht, dass das Sensorelement eine Position außerhalb der Hauptebene der Platine annehmen kann, und/oder dass das Sensorelement bzw. der entsprechende Abschnitt auf dem Nebenabschnitt relativ zu der Hauptebene der Platine gekippt sein kann. Es wird also eine abweichende Position und abweichende Ausrichtung auf einfache Weise erreicht, die nämlich eine Anpassung an den Heizblock ermöglicht.
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Vorzugsweise wird zum Ausgleich von Höhen und/oder Lagertoleranzen der Nebenabschnitt durch den Heizkörper aus der Hauptebene gedrückt. Dies kann einerseits beim Befestigen der Leiterplatine an den Heizblock erfolgen, ist insbesondere aber auch ein statischer Zustand, wenn die Leiterplatine an den Heizblock bzw. Heizblockkörper befestigt ist.
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Außerdem oder alternativ kann der Nebenabschnitt durch ein Befestigungsmittel aus der Hauptebene gegen den Heizblockkörper gedrückt werden. In diesem Fall wird der Nebenabschnitt insbesondere aus der Hauptebene der Platine zum Heizblock, insbesondere Heizblockkörper hin, gedrückt.
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Vorzugsweise weist der Heizblock einen ersten und zweiten galvanisch miteinander verbundenen Gegenkontaktpunkt auf, die vorbereitet sind für ein galvanisches Kontaktieren mit dem ersten bzw. zweiten Kontaktpunkt der Leiterplatine, wenn diese an dem Heizblock bzw. Heizblockkörper befestigt wird. Somit ergibt sich bei einem befestigten Zustand der Platine an dem Heizblock, sofern kein Fehler vorliegt, ein galvanischer Kontakt zwischen erstem Kontaktpunkt und erstem Gegenkontaktpunkt und ein galvanischer Kontakt zwischen zweitem Kontaktpunkt und zweiten Gegenkontaktpunkt. Über die galvanische Verbindung zwischen erstem und zweitem Gegenkontaktpunkt sind dann auch der erste und zweite Kontaktpunkt darüber galvanisch miteinander verbunden. Ist diese Verbindung unterbrochen, so kann kein Strom fließen und es ist davon auszugehen, dass wenigstens einer der Kontakte unterbrochen ist.
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Es wird vorgeschlagen, dass vorzugsweise ein Heizgerät, insbesondere ein Durchlauferhitzer mit einem Heizblock, gemäß einer der beschriebenen Ausführungsformen ausgestaltet ist. Die beschriebenen Vorteile, insbesondere der kostengünstige Aufbau und die Vermeidung von Fehlern, kommen entsprechend dem Heizgerät zugute, das dadurch selbst kostengünstiger werden kann und eine geringere Fehleranfälligkeit aufweisen kann.
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Zum Installieren eines Sensors an einem Heizblock zum Messen einer physikalischen Größe in dem Heizblock wird ein Verfahren mit den folgenden Schritten vorgeschlagen:
- – Positionieren einer mit wenigstens einem Sensorelement bestückten Leiterplatine an einem Heizblock,
- – Messen einer elektrischen Leitfähigkeit zwischen der Leiterplatine oder dem Sensorelement und einem an dem Heizblock angeordneten Referenzelement,
- – Vergleichen der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit mit einem Referenzwert oder Prüfen, ob überhaupt ein elektrischer Kontakt besteht und
- – Wiederholen des Positionierens, wenn die gemessene elektrische Leitfähigkeit dem Betrag nach um mehr als einen vorbestimmten Wert von dem Referenzwert abweicht bzw. etwa Null beträgt und/oder
- – Verwenden einer Prüfschaltung zum Überprüfen, ob zwischen dem Sensorelement auf dem Nebenabschnitt und dem Heizblock ein elektrischer Kontakt hergestellt wurde.
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Demnach wird eine Leiterplatine an dem Heizblock positioniert und insbesondere auch befestigt und dann eine Messung elektrischer Leitfähigkeit zwischen Leiterplatine oder zwischen dem Sensorelement und einem an dem Heizblock angeordneten Referenzelement vorgenommen. Hierdurch, insbesondere durch einen Vergleich der gemessenen elektrischen Leitfähigkeit mit einem Referenzwert, kann überprüft werden, ob ein gewünschter elektrischer Kontakt besteht. Der Vergleich mit dem Referenzwert braucht nicht unbedingt sehr präzise auszufallen. Es kann ausreichen zu prüfen, ob überhaupt ein Strom fließt, wenn eine entsprechende elektrische Testspannung angelegt wird.
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Wird hierbei festgestellt, dass keiner oder kein ausreichender elektrischer Kontakt vorhanden ist, wird die Leiterplatine neu positioniert und die Überprüfung wiederholt. Vorzugsweise wird hierzu eine Prüfschaltung verwendet, wie oben in einigen Ausführungsformen beschrieben wurde.
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Vorzugsweise wird eine Leiterplatine gemäß wenigstens einer der obigen Ausführungsformen verwendet und/oder es wird ein Heizblock nach einem der obigen Ausführungsformen verwendet.
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Nachfolgend wird die Erfindung nun anhand von Ausführungsbeispielen exemplarisch erläutert.
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1 zeigt einen Heizblock mit einem aus zwei Teilschalen zusammengesetzten Heizblockkörper.
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2 zeigt einen Ausschnitt eines Heizblocks ähnlich der 1 in einer perspektivischen Ansicht.
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3 zeigt den Ausschnitt der 2 in einer Draufsicht.
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4 zeigt den Ausschnitt der 2 in einer Seitenansicht.
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5 zeigt den Ausschnitt der 2 in einer weiteren Seitenansicht.
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6 zeigt den Ausschnitt der 2 in einer Schnittansicht.
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7 zeigt den Ausschnitt der 2 in einer weiteren Schnittansicht.
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8 zeigt einen Ausschnitt einer Steuerplatine gemäß einer Ausführungsform mit einem sich fingerartig erstreckenden Fingerabschnitt.
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9 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Leiterplatine mit einem spiralförmigen Stegabschnitt.
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10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Leiterplatine mit einem labyrinthförmigen Stegabschnitt.
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11 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines Nebenabschnitts mit einer Prüfschaltung.
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12 zeigt schematisch den Nebenabschnitt der 11 in einer Frontansicht schematisch.
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Die Figuren enthalten teilweise vereinfachte, schematische Darstellungen. Zum Teil werden für gleiche, aber gegebenenfalls nicht identische Elemente identische Bezugszeichen verwendet. Verschiedene Ansichten gleicher Elemente können unterschiedlich skaliert sein.
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1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen Heizblock 100 mit einem Heizblockkörper 102, der im Wesentlichen aus einer ersten Teilschale 1' und einer zweiten Teilschale 2' zusammengesetzt ist. Die zweite Teilschale 2' ist im Wesentlichen unterhalb der ersten Teilschale 1' angeordnet, wobei in der 1 im Bereich links unten die zweite Teilschale 2' unter der ersten Teilschale 1' herausragt. Zwischen den beiden Teilschalen 1' und 2' bilden sich Strömungskanäle 104 aus, die bestimmungsgemäß Wasser führen, das durch sie hindurchströmt und dabei in einigen der Strömungskanäle 104 erwärmt werden kann. Die Erwärmung kann bspw. mittels Heizwendeln erfolgen, die über sog. Triacs 106 elektrisch angesteuert werden können. Das zu erwärmende Wasser bzw. das erwärmte Wasser kann durch jeweils einen der Wasseranschlüsse 108 ein- bzw. ausströmen.
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Zum Messen einer Strömungsgeschwindigkeit des Wassers ist eine Aufnahmeausbuchtung 13' dargestellt, die im Grunde ein Magnetrad in sich aufnehmen kann, das durch das strömende Wasser bewegt wird. Die Drehgeschwindigkeit eines solchen Magnetrades gibt somit Aufschluss über die Strömungsgeschwindigkeit des Wassers und damit über die Durchflussmenge.
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Zum Auswerten muss die Bewegung des Magnetrades mittels eines entsprechenden Sensors erfasst werden. Dies kann durch einen Hall-Sensor oder Hall-IC erfolgen, der das Magnetfeld bzw. veränderte Magnetfeld erfasst, das durch die Bewegung des Magnetrades bzw. durch einzelne Magnetflügel oder Magnetstifte des Magnetrades verändert bzw. erzeugt wird. Zum Anordnen eines solchen Hall-Sensors ist eine Messaufnahme 110 vorgesehen. Zum Messen wird somit dort ein solcher Hall-Sensor angeordnet und dabei mit einer Auswerteschaltung oder -steuerung verbunden.
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Die folgenden 2 bis 7 zeigen detailliert die Anordnung eines Sensors 11 zum Erfassen eines solchen Magnetrades, das auch allgemein als Rotationskörper bezeichnet werden kann. Die Ausführungsformen der 2 bis 7 unterscheiden sich aber in einigen Details von der der 1. Die 1 verwendet daher für die erste Teilschale, die zweite Teilschale und die Ausbuchtung die gestrichenen Bezugszeichen 1', 2' und 13', um den Zusammenhang der ähnlichen aber nicht identischen Ausführungsformen zu verdeutlichen.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer ersten Teilschale 1, die mit einer zweiten Teilschale 2 zusammengesetzt ist, in einer perspektivischen Ansicht. Die erste Teilschale 1 weist eine erste Innenseite 4 mit einer ersten Teilkavität 8 und eine erste Außenseite 6 auf. Die zweite Teilschale 2 weist eine zweite Innenseite 5 mit einer zweiten Teilkavität 9 und einer zweiten Außenseite 7 auf. Zudem ist eine Ausbuchtung 13 zu erkennen, die einen Rotationskörper einer Durchflussmengenerfassungsvorrichtung aufnimmt. Die erste Teilschale 1 und die zweite Teilschale 2 sind über einen Fügebereich 12 miteinander verbunden, so dass sie zwischen sich aus den beiden Teilkavitäten 8 und 9 eine Kavität 3 bilden die auch als Hohlraum bezeichnet werden kann. Die Kavität 3 bildet ihrerseits eine Wasserdurchlaufstrecke.
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An der ersten Teilschale 1 ist eine Leiterplatte 10 mit einem schematisch dargestellten Sensor 11 angeordnet. Der Sensor 11 erfasst dabei die Umdrehungen einer in der Kavität angeordneten, an dem Rotationskörper befestigten Magnetscheibe um somit die Durchflussmenge des Wassers zu ermitteln.
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Die 3 bis 5 zeigen die zusammengesetzten Teilschalen 1 und 2 in einer Draufsicht bzw. Seitenansicht. In der 5 sind in der Kavität 3 zwei, parallel zueinander angeordnete Reihen Stifte 21 zu erkennen, die an einem Rotationskörper befestigt sind. Wenn die Kavität 3 mit Wasser durchströmt wird, wird der Rotationskörper mit den Stiften 21 in eine Drehbewegung versetzt.
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Die 6 zeigt die Schnittansicht A-A der zusammengesetzten Teilschalen 1 und 2 der 2. Die zweite Teilschale 2 bildet im Bereich der Ausbuchtung 13 einen Aufnahmeraum 25 aus, zum Aufnehmen des Rotationskörpers 20 einer Durchflussmengenerfassungsvorrichtung. Der Aufnahmeraum 25 wird allein durch die zweite Teilschale 2 ausgebildet. Es wird kein zusätzliches Einzelteil als Gehäuse für den Rotationskörper 20 benötigt. Die erste Teilkavität 8 und die zweite Teilkavität 9 weisen in Strömungsrichtung 32 vor dem Rotationskörper 20 jeweils eine Verjüngung 30 bzw. 31 des Querschnittes auf.
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Die Verjüngungen 30 und 31 sind spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Dadurch wird eine Düse gebildet, in der das Wasser beschleunigt wird und zielgerichtet auf den Rotationskörper 20 geleitet werden kann.
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Der Rotationskörper 20 ist in dem Aufnahmeraum 25 bzw. in den Teilschalen 1 und 2 angeordnet. Der Sensor 11 ist auf der ersten Außenseite 6 oberhalb des Rotationskörpers 20 angeordnet. Der Rotationskörper 20 weist einen Ring 21 auf, auf dem radial zur Drehachse 23 zehn Stifte 21 angeordnet sind. Die Stifte 21 bilden eine kleine Angriffsfläche für das durchströmende Wasser, durch die der Rotationskörper bewegt wird. Zudem ist an dem Rotationskörper 20 eine Magnetscheibe 23 angeordnet. Die Magnetscheibe 23 ist dabei vorzugsweise aus einem magnetisierten Kunststoff ausgebildet, insbesondere aus einem Kunststoff, der magnetisches Material beinhaltet und/oder weist dauermagnetische Eigenschaften auf. Die Magnetscheibe 23 dreht mit dem Rotationskörper 20 mit und erzeugt dadurch ein Signal in dem Sensor 11, das für die Fließgeschwindigkeit repräsentativ ist.
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7 zeigt die Schnittansicht B-B der zusammengesetzten Teilschalen 1 und 2 der 1. Dabei weist die erste Teilschale 1 zwei parallel zueinander angeordnete Tragarme 14 auf, die jeweils in Richtung der Drehachse 24 ein zum Rotationskörper 20 zeigendes stiftförmiges Element 15 aufweisen. Die Tragarme 14 erstrecken sich in den Aufnahmeraum 25 und liegen mit einer Seite 17 zumindest teilweise an der zweiten Teilschale 2 an.
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Der Rotationskörper 20 weist zwei zentrische Aufnahmen in Form von Bohrungen 16 auf, die mit der Drehachse 24 etwa übereinstimmende Mittelachsen aufweisen. Zudem weist der Rotationskörper zwei Ringe 22 auf, die parallel in Richtung der Drehachse 24 zueinander angeordnet sind. Auf den Ringen 22 sind zwei Reihen Stifte 21 angebracht, die ebenfalls parallel in Richtung der Drehachse 24 zueinander angeordnet sind. Zudem ist eine Magnetscheibe 23 zu erkennen, die an dem Rotationskörper 20 drehfest angeordnet ist. In die Aufnahmen 16 greifen die stiftartigen Elemente 15 der ersten Teilschale 1 ein. Der Rotationskörper 20 ist somit drehbar zwischen den beiden Tragarmen 14 fixiert. Die beiden Tragarme 14 sind elastisch ausgebildet, so dass sie auseinander gebogen werden können, um den Rotationskörper 20 einzusetzen, so lange sie nicht in die zweite Teilschale 2 eingesetzt sind. In der in 7 gezeigten, in die zweite Teilschale eingesetzten Position werden die Tragarme 14 durch die zweite Teilschale 2 daran gehindert, wieder auseinander gebogen zu werden, wodurch schließlich der Rotationskörper 20, also das gezeigte Rädchen 20, drehbeweglich fixiert wird.
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Die Leiterplatte 10, die synonym auch als Leiterplatine 10 bezeichnet werden kann, ist in einen Hauptabschnitt 80, einen Nebenabschnitt 82 und einen den Nebenabschnitt 82 mit den Hauptabschnitt 80 verbindenden Stegabschnitt 84 unterteilt. Diese Aufteilung der Leiterplatine 10 ist insbesondere in den 2 und 3 gut zu erkennen. Der Nebenabschnitt 82 nimmt dabei den Sensor 11 auf. Der Sensor 11 ist dabei mit zwei Leiterbahnen von dem Nebenabschnitt 82 über den Stegabschnitt 84 zum Hauptabschnitt 80 mit einer dort vorzusehenden Steuer- oder Auswertevorrichtung verbunden. Die Leiterbahnen und die Auswerte- bzw. Steuereinrichtung ist vereinfachend in den 2 bis 7 nicht eingezeichnet.
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Zum Befestigen weist die Leiterplatin 10 im Bereich ihres Hauptabschnitts 80 Befestigungsöffnungen 86 auf, mit denen die Leiterplatine 10 an einem Heizblock, wie dem Heizblock 100, insbesondere dort an dem Heizblockkörper 102 befestigt werden kann. Der Nebenabschnitt 82 bildet hier mit seinem Stegabschnitt 84 zusammen einen Fingerabschnitt, der sich von dem Hauptabschnitt 80 aus erstreckt. Dieser Fingerabschnitt und damit der Nebenabschnitt 82 ist mit dem Sensor 11 in die Messaufnahme 110' eingesetzt, um dort Signale von dem Magnetrad bzw. Rotationskörper 20 mit Magnetscheibe 23 aufzunehmen und über den Stegabschnitt 84 zum Hauptabschnitt 80 zur weiteren Auswertung weiterzuleiten. Durch den Fingerabschnitt, nämlich den Nebenabschnitt 82 und Stegabschnitt 84, kann der Sensor 11 unmittelbar auf der Platine 10 vormontiert bzw. vorbestückt werden und kann beim Befestigen der Platine unmittelbar an der gewünschten Position, nämlich in der Messaufnahme 110' angeordnet werden. Etwaige Ungenauigkeiten kann eine Elastizität des Fingerabschnitts, insbesondere des Stegabschnitts 84 ausgleichen helfen.
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Die Ausführungsform der 8 zeigt eine Leiterplatine 810 mit einem Hauptabschnitt 880, dessen eines Ende offen gezeigt ist. Weiterhin ist ein Nebenabschnitt 882 vorgesehen, der über einen Stegabschnitt 884 mit dem Hauptabschnitt 880 verbunden ist. Auf dem Nebenabschnitt 882 sind zwei Leiterbahnen 888 angedeutet, die den Sensor 811 mit dem Hauptabschnitt 880 verbinden. Die Leiterbahnen 888 laufen zeichnerisch auf dem Hauptabschnitt 880 aus, da es auf die konkrete Ausbildung einer damit zu verbindenden Steuer- oder Auswerteeinheit oder dergleichen hier nicht ankommt.
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Der Nebenabschnitt 882 bildet zusammen mit dem Stegabschnitt 884 einen sich fingerartig erstreckenden Fingerabschnitt. Dieser Fingerabschnitt ist dadurch geschaffen worden, dass in der Leiterplatine 810 zwei Freischnitt 890 ausgebildet sind. Hierdurch wird die Biegbarkeit des Stegabschnitts 884, die hierdurch im Übrigen erst ersteht, erhöht und der Nebenabschnitt 882 und damit der Sensor 811 kann somit in seiner Position gemäß der Bewegungspfeile 892 gegenüber dem Hauptabschnitt 880 bewegt werden. Der Hauptabschnitt 880 bildet entsprechend auch eine Hauptebene, aus der der Sensor 811, wie durch die Bewegungspfeile 892 angedeutet ist, heraus bewegt werden kann.
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Die Ausführungsform der 9 zeigt eine Steuerplatine 910 schematisch. Dort ist ein Nebenabschnitt 982 vorgesehen, der von einem Hauptabschnitt 980 vollständig umgeben wird. Eine Verbindung zwischen dem Nebenabschnitt 982 und dem Hauptabschnitt 980 besteht über zwei spiralförmige Stegabschnitte 984. Von dem Sensor 911 führen zwei Leiterbahnen 988 über einen der Stegabschnitt 984 zum Hauptabschnitt 980. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind auf dem Stegabschnitt 984 die beiden Leiterbahnen 988 als eine Linie gezeichnet.
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Die gezeigte spiralförmige Ausführung der Stegabschnitte 984 ergibt sich durch entsprechende Freischnitte 990, die der besseren Übersichtlichkeit halber schraffiert gezeichnet sind. Die Schraffur soll hier keine Schnittfläche zeigen.
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Es ist erkennbar, dass die Ausgestaltung der 9 eine flexible Ausgestaltung für den Nebenabschnitt 982 schafft. Dieser kann insbesondere vertikal zu einer Ebene des Hauptabschnitts 980 bewegt werden. Weiterhin ist auch ein Kippen des Nebenabschnitts 982 möglich.
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Eine weitere Ausführungsform ist in 10 gezeigt, die einen labyrinthartigen Stegabschnitt 784 zeigt. Dieser labyrinthartige Stegabschnitt 784 verbindet den Nebenabschnitt 782 mit dem Hauptabschnitt 780. Zwei Leiterbahnen führen von dem Sensor 711 über einen Stegabschnitt 784 zum Hauptabschnitt 780. Auch hier sind die Leiterbahnen 788 auf dem Stegabschnitt 784 durch nur eine Linie dargestellt. Die labyrinthartige Ausgestaltung der Stegabschnitte 784 wird durch Freischnitte 790 erreicht, die hier der besseren Übersichtlichkeit halber schraffiert gezeichnet sind.
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11 zeigt schematisch eine Prüfschaltung 40 auf einem Fingerabschnitt 42, der aus einem Nebenabschnitt und einem Stegabschnitt zusammengesetzt sein kann. Statt eines Fingerabschnitts 82 kommt auch ein Nebenabschnitt mit anderem Stegabschnitt in Betracht, insbesondere in einer Art und Weise, wie er in den 9 und 10 gezeigt ist. Der Fingerabschnitt 42 kann auch aus einem Nebenabschnitt 82 und einem Stegabschnitt 84 wie gemäß 2 zusammengesetzt sein, oder aus einem Nebenabschnitt 882 und einem Stegabschnitt 884, wie er in 8 gezeigt ist.
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Jedenfalls weist der Fingerabschnitt 42 einen Sensor 44 auf, der bspw. den Sensor 11 der 2 entsprechen kann. Es kann auch ein anderer Sensor vorgesehen sein, der bspw. eine Temperaturauswertung oder eine Druckauswertung durchführt. Zum Ansteuern des Sensors 44 ist eine erste Steuerleitung 46 vorgesehen, die bspw. einen positiven Gleichstrom dem Sensor 44 zur Auswertung zuleiten kann. Als Rückleitung ist eine zweite Steuerleitung 48 vorgesehen, die aber nicht unmittelbar an dem Sensor 44 angeschlossen ist. Vielmehr ist sie an einen zweiten Kontaktpunkt 52 angeschlossen, der mit einer Feder 54 versehen sein kann. Um nun eine Auswertung unter Verwendung der ersten und zweiten Steuerleitung 46, 48 vornehmen zu können, fließt ein Strom über die Steuerleitung 46 zum Sensor 44 und von dort zurück über einen ersten Kontaktpunkt 50, der unterhalb des Sensors 44 angeordnet ist und nur in der 12 gezeigt ist. Von dem ersten Kontaktpunkt 50 fließt der Strom dann über den ersten Gegenkontaktpunkt 56 auf einen Heizblock 60 oder dergleichen zu dem zweiten Gegenkontaktpunkt 58 und von dort weiter zum zweiten Kontaktpunkt 52 schließlich zur zweiten Steuerleitung 48. Hierdurch kann ein entsprechender Steuerkreis geschlossen werden. Wird allerdings ein Kontakt, insbesondere zwischen dem ersten Kontaktpunkt 50 und dem ersten Kontaktpunkt 56, nicht geschlossen, kann kein Strom fließen und dies kann als Fehler erkannt werden.
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Zur Veranschaulichung ist in 12 ein erster und zweiter Steuerstrom 62 und 64 eingezeichnet, die bestimmungsgemäß in der ersten Steuerleitung 46 bzw. zweiten Steuerleitung 48 fließen. Ein bisheriger zweiter Steuerstrom 66 ist ebenfalls mit einem Pfeil eingezeichnet, der aber durchgestrichen ist, um damit zu erläutern, dass eine entsprechende Rückleitung direkt von dem Sensor 44 nicht mehr existiert und stattdessen die zweite Steuerleitung 48 wie eingezeichnet verwendet wird, in der der zweite Steuerstrom 64 fließt. Erst wenn die Kontakte zwischen ersten und zweiten Kontaktpunkt bzw. Gegenkontaktpunkt 50, 52 und 56, 58 hergestellt sind, können der erste und zweite Steuerstrom 62, 64 fließen. Insbesondere können etwaige Fehlpositionierungen hierdurch erkannt werden, weil dann nämlich wenigstens eines der Kontaktpaare sich nicht berührt und entsprechend der Kontakt nicht vorhanden ist und kein Strom fließen kann.
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Somit wird nun eine Lösung geschaffen, bei der auch durch eine geschickte Kombination der Lage einer Parameterabnahmestelle in dem Heizblock, wie bspw. der Messaufnahme 110' im Bereich eines Magnetrades, und des Sensors auf der Steuereinheit oder auf der Steuerplatine, eine Anordnung ohne zusätzliche Bauteile, wie Litzen, Stecker oder Zusatzplatine, geschaffen wird. Hierfür werden diese beiden Elemente räumlich so angeordnet, dass der Sensor auf der Leiterplatte bzw. Leiterplatine direkt an der besagten Parameterabnahmestelle, insbesondere einem dort vorgesehen Abnahmepunkt des Parameters elektrisch oder mechanisch kontaktiert. Verbindungselemente wie Litzen und Stecker können somit entfallen. Die vorgeschlagene Lösung kann grundsätzlich in allen Geräten eingesetzt werden, in denen eine Steuereinrichtung nicht an solchen Parameterabnahmestellen oder Parameterabnahmepunkten angeordnet ist, aber nun angeordnet werden kann.
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Insbesondere kann hierdurch eine Durchflusserfassung, also eine Erfassung der Durchflussmenge oder Fließgeschwindigkeit ohne zusätzliche Bauteile, wie Verbindungselemente wie Litzen, Stecker, Vergussmasse und/oder Schnittstellen, auf eine Steuereinheit geschaffen werden.
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Durch die Verwendung eines SMD-Hall-IC kann dieser direkt mit der Leiterplatte oder Leiterplatine verlötet werden, wodurch Verbindungselemente wie Stecker und Litzen vermieden werden. Damit der Hall-IC die magnetischen Feldänderungen des entsprechenden rotierenden Magnetrades ermitteln kann, muss eine genaue räumliche Nähe zwischen beiden Bauteilen bestehen, nämlich zwischen dem Magnetrad und dem Hall-IC. Durch eine entsprechend sinnvolle Anordnung des Magnetrades im Heizblockkörper und des Hall-IC auf der Steuerplatine, insbesondere der Steuereinrichtung, kann diese Anordnung ohne zusätzliche Bauteile geschaffen werden. Somit wurde gegenüber dem Stand der Technik durch einen oder mehrere elastische Stege an der Leiterplatine die Position des Hall-IC in die unmittelbare Nähe des Magnetrades verlegt. Insbesondere sind hierdurch auch Kosteneinsparungen erreichbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202008017937 U1 [0006]
