EP3405755A1 - Elektronikeinheit für ein durchflussmessgerät - Google Patents

Elektronikeinheit für ein durchflussmessgerät

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Publication number
EP3405755A1
EP3405755A1 EP17700978.4A EP17700978A EP3405755A1 EP 3405755 A1 EP3405755 A1 EP 3405755A1 EP 17700978 A EP17700978 A EP 17700978A EP 3405755 A1 EP3405755 A1 EP 3405755A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
additional
electronic unit
connection box
board
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17700978.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otfried Derschmidt
Manfred PROSS
DR. Heribert KAMMERSTETTER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AVL List GmbH
Original Assignee
AVL List GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Publication of EP3405755A1 publication Critical patent/EP3405755A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/14—Casings, e.g. of special material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F25/00—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume
    • G01F25/10—Testing or calibration of apparatus for measuring volume, volume flow or liquid level or for metering by volume of flowmeters
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K7/00—Constructional details common to different types of electric apparatus
    • H05K7/14—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack
    • H05K7/1422—Printed circuit boards receptacles, e.g. stacked structures, electronic circuit modules or box like frames
    • H05K7/1435—Expandable constructions

Definitions

  • the invention relates to an electronics unit for a flowmeter with a motherboard for controlling the flowmeter, at least one further additional board with additional electronic components, an electrical connection between the motherboard and the at least one additional board and a connection box in which the at least one additional board is attached.
  • Such electronic units are used in various devices, for example, to control these, which is usually done via the motherboard to receive electronic feedback, which can be done for example via data acquisition cards to forward or process data or to communicate via radio modules with other electronic units.
  • Flow rate meters have an electric motor driven Verdrängernähler in the form of a gear pump, which is arranged parallel to a Differenzbuchbergersacrificing in the form of a arranged in a piston chamber piston, wherein the gear pump is controlled so that the differential pressure is compensated at Differenzdruckillersacrificing, so no differential pressure across the piston arises ,
  • This consists of an electric drive unit and an associated motherboard, via for example, the signals of the electric motor can be received, the power supply of the stator can be carried out according to the required drive signals or the processing of the data of the flowmeter can be performed.
  • these electronic units are usually installed at different locations in the flowmeter by the various additional boards are attached to housing parts of the flowmeter, for example via screws. Subsequently, the additional boards, if necessary, are connected to each other via additional cable to be laid in the housing. The respective plugs of the additional boards also protrude at different positions out of the housing.
  • the at least one additional board is electrically detachably connected via an electrical plug connection to the motherboard which is mounted in a housing of the flowmeter and the connection box is mechanically removably attached to the housing of the flowmeter, only the one connector must be solved by the flowmeter, to electrically connect and disconnect the additional boards.
  • the flowmeter can be adapted to the respective customer requirements by using different equipment with additional boards in the junction box.
  • the explosion protection standard is easy to comply with such an electronic unit.
  • connection box Preferably, a plurality of additional boards are arranged in the connection box, which are aligned via tongue and groove connections to each other. Accordingly, the position of the additional boards in the connection box to each other is produced by positive engagement, which eliminates additional mounting steps for attachment or additional fasteners.
  • the junction box on an open side, from which the plug for producing the electrical connector to the motherboard protrudes, and through which the additional boards are inserted into the junction box. It can thus be used a box closed on five sides, which can be carried out correspondingly tight and itself no longer has to be mounted. The closure of the open side can be done by attaching the junction box to the housing and simultaneously making the electrical connection to the motherboard, which then creates an all-sided closed junction box.
  • the plug is preferably a flat plug of a bus system in this embodiment. Its number of connections to be occupied can be easily changed by appropriate execution of the additional boards used, the connection to the motherboard is to be established by simply pushing.
  • junction box and the junction box and the motherboard and the flowmeter to a central voltage source or additional central control or evaluation is advantageously at least one electrical connector or a cable bushing attached to a first additional board inside the junction box and protrudes from the inside of Connection box through an opening in a side wall of the junction box to the outside.
  • plugs or sockets remain easily accessible even after the connection box has been fitted and can be designed as explosion-proof components.
  • the additional circuit board having the connection plug is positioned in the interior of the connection box by fastening the connection plug to the side wall of the connection box. This takes place, for example, in that the connector has a thread on its outer circumference, onto which, after insertion of the Connector is screwed through the opening of the side wall a nut. A single attachment of the additional board and the connector is not required accordingly.
  • two additional boards are arranged with connector plugs inside the junction box, the connector plug protrude on opposite side walls through openings of the junction box, so that the additional boards are arranged on opposite sides of the junction box. This reduces the required installation space of the connection box.
  • one of the walls of the junction box is covered by a hinged or festschraubbaren plastic lid.
  • a hinged or festschraubbaren plastic lid This allows to arrange an additional board of a radio module between the wall and the plastic lid, which is not shielded according to the inside of the junction box without cover. Accordingly, the possibility of a radio transmission is created by the plastic lid, which is still reliably protected from dirt and can be mounted together with the junction box on the housing of the flowmeter.
  • the additional board of the radio module is arranged on a side opposite to the open side arranged rear wall between the rear wall of the connection box and the hinged plastic lid.
  • two additional boards are electrically connected to each other in the interior of the connection box via a ribbon cable.
  • an electrical contacting of two additional boards can be produced in a simple manner.
  • a third additional board is aligned via the tongue and groove joints to the two additional boards, which have the connector. Accordingly, the position of the third additional board in the connection box is completely determined by a simple to produce tongue and groove connection without having to use fasteners.
  • an electrical connection can be produced in a simple manner, for example by soldering between the additional boards.
  • the third additional board protrudes with a tongue formed at its end through a slot in the rear wall on the side opposite the plug from the connection box and is secured via a retaining element form-fitting manner to the rear wall.
  • the retaining element is a fixing plate with two lugs, wherein the fixing plate bears against the rear wall and the lugs behind two laterally projecting hooks at the end of the tongue of the third additional board. Accordingly, the fixing plate can easily be pushed along the rear wall with their noses under the hook, whereby a positive connection is formed, which prevents a displacement of the third additional board.
  • the holding element is the additional board of the radio module, which has two projections which engage behind two laterally projecting hooks at the end of the tongue of the third additional board. So can be dispensed with additional components and both cards get a positive retention. It is also advantageous if the height of the third additional board substantially corresponds to the distance between a bottom and a ceiling of the connection box, so that even a clamping of the third additional board between the floor and ceiling of the connection box, which again precludes movement in the box ,
  • the third additional board is an SD card board, which can then be read out from the outside, if the corresponding design is made, when the corresponding contacts are formed on the part of the SD card projecting through the rear wall.
  • a simple electrical connection between the additional boards can be made by at least two nested additional boards are connected by soldering.
  • an electronic unit for a flow meter which has a high flexibility of the flow meter depending on customer requirements with minimal installation effort.
  • the installation space for additional electronics is minimized.
  • the electronics are shielded, protected against contamination and accommodated vibration-proof.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a flow meter with mounted connection box.
  • FIG. 2 shows a corresponding view of the electronics unit immediately before the connection box is mounted on the flowmeter, wherein the housing of the flowmeter is shown partially in section.
  • FIG. 3 shows a perspective view of the connection box from an open side.
  • FIG. 4 shows a perspective view of the connection box from a side opposite to FIG. 3 with the cover opened.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the arrangement of the additional boards of the electronics unit with the connection box cut away.
  • FIG. 6 shows a perspective view of the connection box from an opposite side to FIG. 3 with the lid open with an alternative attachment.
  • the flow meter 11 shown in FIG. 1 consists of an electric motor-driven positive-displacement meter in the form of a gear pump, which is arranged in a housing 10 and is arranged fluidically parallel to a differential pressure transducer in the form of a piston arranged in a piston chamber whose housing is protected by a cover 12 is.
  • the gear pump is controlled in such a way that the differential pressure at the differential pressure transducer is compensated, ie no differential pressure is created across the piston.
  • the drive motor of the gear pump must be correctly controlled and on the other hand different measured values must be recorded, further processed and returned.
  • a flow must be calculated from the measured and control values obtained and this data must be passed to the outside.
  • an electronic unit 14 according to the invention is used, which has a main circuit board 16, which is arranged with the drive motor in the interior of a cover 18 of the housing 10 and via which the drive motor is driven as a function of the measured values.
  • the main circuit board 16 is attached to support elements 19 and has at its end facing away from the housing 10 on a plug counterpart 20 of a bus system.
  • a plug 22 can be inserted for the production of an electrical connector 23 which projects from an open side 24 of a junction box 26 and is formed by contact ends 28 of two additional boards 30, 32 which are arranged in the interior of the connection box 26.
  • connection box 26 has a substantially cuboidal shape and has a closed base 34 and a closed ceiling 36 facing the cover hood 18.
  • connection box 26 On its open side 24, the connection box 26 has a flange-like extension 38 with bores 40, via which the connection box 26 can also be mechanically attached to the cover 18 or one of the support elements 19 can be fastened by means of screws 42.
  • openings 48, 50 are formed, through which electrical connection plugs 52, 54 protrude outwardly from the interior of the connection box 26.
  • a total of three additional boards 30, 32, 56 are arranged in the interior of the connection box 26, which carry additional electronic components 58, which are not formed on the motherboard 16, so that, depending on customer requirements, the number and design of the additional boards 30, 32, 56 with her Modules 58 can be changed without having to make further changes to the flowmeter 11.
  • the inventive fixing and mounting of the additional boards 30, 32, 56 in the interior of the connection box 26 takes place by first the first additional board 56 is pushed from the open side 24 into the connection box 26.
  • This first additional board 56 has a ribbon cable 60 and the connector 52, which is pushed from the inside through the opening 48 in the side wall 44. By screwing a nut 62 from the outside on the connector 52, the additional board 56 is fixed in position on the side wall 44.
  • the second additional board 30 is pushed from the open side 24 into the connection box 26.
  • This second additional board 30 has a total of three connector 54, which are pushed by three correspondingly shaped openings 50 in the sidewall 44 opposite the side wall 46. While the first add-on board 56 extends along the side wall 44, the second add-on board, after being fastened, extends parallel to the floor 34 by nuts 64 screwed onto the plugs 54 from outside. At its end projecting from the open side 24 is a formed in the view from the open side 24 left part of the contact ends 28 of the plug 22. Subsequently, the ribbon cable 60 of the first additional board 56 is inserted into a plug element 61 of the second additional board 30.
  • the third additional board 32 is in the present embodiment, an SD card board whose height corresponds to the distance from the bottom 34 to the ceiling 36 of the junction box 26. It extends in the installed state perpendicularly from the bottom 34 to the ceiling 36 of the junction box 26 and has an angled end 66 on which the right part of the contact ends 28 of the plug 22 is formed and which is corresponding horizontally in the junction box 26 in extension of the open side 24 projecting end of the second additional board 30 extends.
  • this third additional board 32 is inserted into the junction box 26, wherein on the open side facing end of the additional board 32 in the vertically extending portion a groove 68 is formed, which is pushed over an acting as a spring 70 extension of the second additional board 30.
  • a groove 72 is formed on the first additional board 56, into which acts as a spring 74 extension of the third additional board 32, which is formed on the horizontally extending portion engages upon insertion of the third additional board 32.
  • the third additional board 32 has a tongue 76 which, when pushed into the connection box, is pushed through a slot 78, which is formed in a rear wall 80 opposite the open side, which can be seen in FIGS. 3 and 6. Accordingly, the third additional board 32 is positively secured in this state at three points.
  • two laterally projecting hooks 82 are formed on the tongue 76, behind which two lugs 84 of a holding element designed as a fixing plate 86 engage behind, which is pushed along the rear wall 80. so that the lugs 84 are clamped between the rear wall 80 and the hooks 82.
  • the location of all three add-on boards 30, 32, 56 is completely set.
  • the second additional board 30 is soldered in the region of the groove 68 spring 70 connection with the third additional board 32.
  • a hinged plastic lid 88 is additionally formed, which is fastened via hinges 90 to the connection box 26.
  • the plastic lid 88 has a closing plate 92 and walls 94 which extend on all sides perpendicularly from the ends of the closing plate 92 in the direction of the rear wall 80, so that in the closed state, a narrow space 96 between the rear wall 80, the junction box 26 and the plastic lid 88th is formed.
  • a circumferential seal 98 formed so that a tight closure of the space 96 is made with closed plastic lid 88.
  • this space 96 serves to accommodate an additional board 100 of a radio module, which would not function within the metallic connection box.
  • Such an additional board 100 can either be glued to the rear wall and / or additionally serve as a holding element for fixing the third additional board 32 by corresponding protrusions 102 are formed at the end of the additional board 100, which can be pushed under the hook 82 of the third additional board 32.
  • the assembly of the junction box 26 is completed and can be pushed in this state with the open side into the connector counterpart 20 and fixed to the cover 18.
  • an electronic unit in which a motherboard which is always present can easily be separated from a connection box, the equipment of which can be adapted to customer requirements, as is required, for example, during a calibration.
  • the connections of such an electronic unit comply with the European standards for explosion protection.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit (14) für ein Durchflussmessgerät (11) mit einer Hauptplatine (16) zur Steuerung des Durchflussmessgerätes (11), mindestens einer weiteren Zusatzplatine (30; 32; 56) mit zusätzlichen elektronischen Bausteinen (58), einer elektrischen Steckverbindung zwischen der Hauptplatine (16) und der zumindest einen Zusatzplatine (30; 32; 56) und einer Anschlussbox (26), in der die mindestens eine Zusatzplatine (30; 32; 56) befestigt ist. Um diese flexibler den Kundenanforderungen anpassen zu können und leichter die Zusatzplatinen zur Kalibrierung des Durchflussmessgerätes von der Hauptplatine trennen und wieder verbinden zu können, wird vorgeschlagen, dass die mindestens eine Zusatzplatine(30; 32; 56)über eine elektrische Steckverbindung (23)mit der Hauptplatine(16), die in einem Gehäuse(10)des Durchflussmessgerätes (11) befestigt ist, elektrisch lösbar verbunden istund die Anschlussbox (26) mechanisch am Gehäuse (10) des Durchflussmessgerätes (11) lösbar befestigt ist.

Description

Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät
Die Erfindung betrifft eine Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät mit einer Hauptplatine zur Steuerung des Durchflussmessgerätes, mindestens einer weiteren Zusatzplatine mit zusätzlichen elektronischen Bausteinen, einer elektrischen Verbindung zwischen der Hauptplatine und der zumindest einen Zusatzplatine und einer Anschlussbox, in der die mindestens eine Zusatzplatine befestigt ist.
Derartige Elektronikeinheiten werden in verschiedenen Vorrichtungen beispielsweise verwendet, um diese anzusteuern, was üblicherweise über die Hauptplatine erfolgt, elektronische Rückmeldungen zu erhalten, was beispielsweise über Messwerterfassungskarten erfolgen kann, Daten weiterzuleiten oder zu verarbeiten oder über Funkmodule mit anderen Elektronikeinheiten kommunizieren zu können.
Bei bekannten Durchflussmessgeräten, die beispielsweise genutzt werden, um eingespritzte Fluidmengen von Einspritzventilen an Verbrennungsmotoren zu bestimmen. Diese
Durchflussmengenmessgeräte weisen einen elektromotorisch angetriebenen Verdrängerzähler in Form einer Zahnradpumpe auf, der parallel zu einem Differenzdruckaufnehmer in Form eines in einer Kolbenkammer angeordneten Kolbens angeordnet ist, wobei die Zahnradpumpe so angesteuert wird, dass der Differenzdruck am Differenzdruckaufnehmer ausgeglichen wird, also kein Differenzdruck über den Kolben entsteht.
Hierzu ist es erforderlich, die Antriebs- und Steuervorrichtung der Zahnradpumpe entsprechend anzusteuern. Diese besteht aus einer elektrischen Antriebseinheit sowie einer zugehörigen Hauptplatine, über die beispielsweise die Signale des Elektromotors aufgenommen werden können, die Stromversorgung des Stators entsprechend der geforderten Ansteuersignale erfolgen kann oder die Verarbeitung der Daten des Durchflussmessgerätes durchgeführt werden kann. Je nach Anwendung können entsprechend unterschiedliche Daten zur Hauptplatine übermittelt oder in dieser verarbeitet werden müssen, wobei in diesem Fall auch weitere Platinen zum korrekten Datenaustausch mit dem Durchflussmessgerät verbunden werden müssen, welche jedoch je nach Ausführung des Durchflussmessgerätes unterschiedlich ausgeführt sind. Entsprechend werden diese Elektronikeinheiten zumeist an unterschiedlichen Orten im Durchflussmessgerät verbaut, indem die verschiedenen Zusatzplatinen an Gehäuseteilen des Durchflussmessgerätes beispielsweise über Schrauben befestigt werden. Anschließend werden über zusätzliche im Gehäuse zu verlegende Kabel die Zusatzplatinen, soweit dies erforderlich ist, miteinander verbunden. Die jeweiligen Stecker der Zusatzplatinen ragen ebenfalls an verschiedenen Positionen aus dem Gehäuse.
Zu beachten ist dabei jedoch, dass sämtliche nach außen geführte Verbindungen derartiger Durchflussmessgeräte dem
Explosionsschutzstandard der europäischen Union entsprechen sollen. Dies hat zur Folge, dass beispielsweise bei einer Kalibrierung jede Verbindung zunächst einzeln gekappt werden muss und anschließend entsprechend des Standards wieder verbunden werden muss. Häufig werden die Durchflussmessgeräte daher auch in vielen verschiedenen Versionen verkauft, bei denen jeweils unterschiedliche zusätzliche Platinen im Gehäuseinnern fest installiert sind. Dies führt jedoch zu einem deutlich erhöhten logistischen Aufwand und steigenden Herstell- und Montagekosten.
Es stellt sich daher die Aufgabe, eine Elektronikeinheit für ein Durchflussmengenmessgerät bereitzustellen, mit dem eine Entkopplung und Wiederverbindung zusätzlicher Platinen erleichtert wird und eine Standardausführung eines Durchflussmessgerätes angeboten werden kann, welche auf Wunsch einfach um zusätzliche Funktionen zu erweitern ist, ohne dass dies einen zu hohen zusätzlichen Montage- oder Herstellaufwand zur Folge hat, wobei der Explosionsschutzstandard weiterhin erfüllt werden soll.
Diese Aufgabe wird durch eine Elektronikeinheit für ein Durchflussmengenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, dass die mindestens eine Zusatzplatine über eine elektrische Steckverbindung mit der Hauptplatine, die in einem Gehäuse des Durchflussmessgerätes befestigt ist, elektrisch lösbar verbunden ist und die Anschlussbox mechanisch am Gehäuse des Durchflussmessgerätes lösbar befestigt ist, muss lediglich die eine Steckverbindung vom Durchflussmessgerät gelöst werden, um die Zusatzplatinen elektrisch verbinden und lösen zu können. Dies vermindert den Montageaufwand erheblich, zumal eine definierte Lage der Anschlussbox zum Gehäuse des Durchflussmessgerätes festgelegt wird, wodurch die mechanische und elektrische Verbindung eine hohe Haltbarkeit aufweisen. Des Weiteren kann ohne Änderung des Durchflussmessgerätes und ohne zusätzliche Anschlüsse herstellen zu müssen, das Durchflussmessgerät durch eine unterschiedliche Ausrüstung mit Zusatzplatinen in der Anschlussbox, den jeweiligen Kundenanforderungen angepasst werden. Der Explosionsschutzstandard ist mit einer derartigen Elektronikeinheit einfach einzuhalten.
Vorzugsweise sind in der Anschlussbox mehrere Zusatzplatinen angeordnet, die über Nut-Feder-Verbindungen zueinander ausgerichtet sind. Entsprechend wird die Lage der Zusatzplatinen in der Anschlussbox zueinander durch Formschluss hergestellt, wodurch zusätzliche Montageschritte zur Befestigung oder zusätzliche Befestigungsmittel entfallen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Anschlussbox eine offene Seite auf, aus welcher der Stecker zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung zur Hauptplatine ragt, und durch welche die Zusatzplatinen in die Anschlussbox einsetzbar sind. Es kann somit eine an fünf Seiten geschlossene Box verwendet werden, die entsprechend dicht ausgeführt werden kann und selber nicht mehr montiert werden muss. Der Verschluss der offenen Seite kann durch das Befestigen der Anschlussbox am Gehäuse und das gleichzeitige Herstellen der elektrischen Verbindung zur Hauptplatine erfolgen, wodurch dann eine allseitig geschlossene Anschlussbox geschaffen ist.
Der Stecker ist in dieser Ausführung vorzugsweise ein Flachstecker eines Bussystems. Dessen Anzahl an zu belegenden Anschlüssen kann einfach durch entsprechende Ausführung der verwendeten Zusatzplatinen geändert werden, wobei die Verbindung zur Hauptplatine durch einfaches aufschieben herzustellen ist.
Zur elektrischen Verbindung der Anschlussbox und mit der Anschlussbox auch der Hauptplatine und des Durchflussmessgerätes an eine zentrale Spannungsquelle oder zusätzliche zentrale Steuer- oder Auswerteeinheiten ist vorteilhafterweise zumindest ein elektrischer Anschlussstecker oder eine Kabeldurchführungsbuchse an einer ersten Zusatzplatine im Inneren der Anschlussbox befestigt und ragt aus dem Inneren der Anschlussbox durch eine Öffnung in einer Seitenwand der Anschlussbox nach außen. Diese Stecker oder Buchsen bleiben auch nach dem Anbau der Anschlussbox gut zugänglich und können als explosionsgeschützte Bauteile ausgebildet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die den Anschlussstecker aufweisende Zusatzplatine durch Befestigung des Anschlusssteckers an der Seitenwand der Anschlussbox im Innern der Anschlussbox positioniert ist. Dies erfolgt beispielswiese, indem der Anschlussstecker an seinem Außenumfang ein Gewinde aufweist, auf das nach dem Durchstecken des Anschlusssteckers durch die Öffnung der Seitenwand eine Mutter aufgeschraubt wird. Eine einzelne Befestigung der Zusatzplatine und des Anschlusssteckers ist entsprechend nicht erforderlich.
In einer hierzu weiterführenden Ausführungsform sind zwei Zusatzplatinen mit Anschlusssteckern im Innern der Anschlussbox angeordnet, deren Anschlussstecker an gegenüberliegenden Seitenwänden durch Öffnungen der Anschlussbox ragen, so dass die Zusatzplatinen an gegenüberliegenden Seiten der Anschlussbox angeordnet sind. Dies reduziert den benötigten Bauraum der Anschlussbox.
Vorzugsweise ist eine der Wände der Anschlussbox durch einen klappbaren oder festschraubbaren Kunststoffdeckel abgedeckt. Dies ermöglicht zwischen der Wand und dem Kunststoffdeckel eine Zusatzplatine eines Funkmoduls anzuordnen, welches entsprechend nicht wie das Innere der Anschlussbox ohne Deckel abgeschirmt ist. Entsprechend wird durch den Kunststoffdeckel die Möglichkeit einer Funkübertragung geschaffen, die dennoch zuverlässig vor Schmutz geschützt ist und gemeinsam mit der Anschlussbox am Gehäuse des Durchflussmessgerätes montiert werden kann.
Hierzu ist die Zusatzplatine des Funkmoduls an einer zur offenen Seite gegenüberliegend angeordneten Rückwand zwischen der Rückwand der Anschlussbox und dem aufklappbaren Kunststoffdeckel angeordnet. Bei einer derartigen Anordnung bleibt eine vollständige Zugänglichkeit des Funkmoduls erhalten.
In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der Erfindung sind zwei Zusatzplatinen im Innern der Anschlussbox über ein Flachbandkabel elektrisch miteinander verbunden. So kann auf einfache Weise eine elektrische Kontaktierung zweier Zusatzplatinen hergestellt werden. In einer hierzu weiterführenden vorteilhaften Ausführungsform ist eine dritte Zusatzplatine über die Nut-Federverbindungen zu den beiden Zusatzplatinen ausgerichtet, welche die Anschlussstecker aufweisen. Entsprechend wird durch eine einfach herstellbare Nut-Feder-Verbindung die Position der dritten Zusatzplatine in der Anschlussbox vollständig festgelegt, ohne Befestigungsmittel verwenden zu müssen. Zusätzlich kann auf einfache Weise eine elektrische Verbindung beispielsweise durch Löten zwischen den Zusatzplatinen hergestellt werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführung ragt die dritte Zusatzplatine mit einer an ihrem Ende ausgebildeten Zunge durch einen Schlitz in der Rückwand an der zum Stecker entgegengesetzten Seite aus der Anschlussbox und ist über ein Halteelement formschlüssig an der Rückwand befestigt. Hierdurch wird eine zweiseitige Befestigung der ersten und zweiten Zusatzplatine über die senkrecht hierzu stehende dritte Zusatzplatine hergestellt, wodurch auch eine hohe Unempfindlichkeit gegen Erschütterungen erreicht wird. Jegliche relative Verschiebung der Zusatzplatinen zueinander wird ausgeschlossen.
In einer hierzu weiterführenden bevorzugten Ausführungsform ist das Halteelement eine Fixierplatte mit zwei Nasen, wobei die Fixierplatte gegen die Rückwand anliegt und die Nasen hinter zwei seitlich abstehende Haken am Ende der Zunge der dritten Zusatzplatine greifen. Entsprechend kann die Fixierplatte einfach entlang der Rückwand mit ihren Nasen unter die Haken geschoben werden, wodurch ein Formschluss entsteht, der ein Verschieben der dritten Zusatzplatine verhindert.
In einer alternativen Ausbildung ist das Halteelement die Zusatzplatine des Funkmoduls, welche zwei Vorsprünge aufweist, die hinter zwei seitlich abstehende Haken am Ende der Zunge der dritten Zusatzplatine greifen. So kann auf zusätzliche Bauteile verzichtet werden und beide Karten erhalten eine formschlüssige Halterung. Dabei ist es auch vorteilhaft, wenn die Höhe der dritten Zusatzplatine im Wesentlichen dem Abstand zwischen einem Boden und einer Decke der Anschlussbox entspricht, so dass auch ein Festklemmen der dritten Zusatzplatine zwischen Boden und Decke der Anschlussbox erfolgt, was wieder eine Bewegung in der Box ausschließt.
Vorteilhafterweise ist die dritte Zusatzplatine eine SD-Kartenplatine, welche dann bei entsprechender Ausführung von außen ausgelesen werden kann, wenn die entsprechenden Kontakte an dem durch die Rückwand ragenden Teil der SD-Karte ausgebildet sind.
Eine einfache elektrische Verbindung zwischen den Zusatzplatinen lässt sich herstellen, indem zumindest zwei ineinandergesteckte Zusatzplatinen durch Löten miteinander verbunden werden.
Es wird somit eine Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät geschaffen, welches eine hohe Flexibilität des Durchflussmessgerätes je nach Kundenanforderungen bei minimal notwendigem Montageaufwand aufweist. Zusätzlich besteht nur eine Verbindung zwischen dem zu kalibrierenden Durchflussmessgerät und zusätzlichen Elektronikbauteilen, wodurch das Lösen der Verbindungen und das Wiederherstellen der Verbindungen mit minimalem Aufwand erfolgen können. Der Bauraum für zusätzliche Elektronik wird minimiert. Zusätzlich wird die Elektronik abgeschirmt, vor Verunreinigungen geschützt sowie vibrationssicher untergebracht.
Die erfindungsgemäße Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Die Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Durchflussmessgerätes mit montierter Anschlussbox. Die Figur 2 zeigt eine entsprechende Ansicht der Elektronikeinheit unmittelbar vor der Montage der Anschlussbox am Durchflussmessgerät, wobei das Gehäuse des Durchflussmessgerätes teilweise geschnitten dargestellt ist.
Die Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung der Anschlussbox von einer offenen Seite.
Die Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Anschlussbox von einer zu Figur 3 entgegengesetzten Seite mit aufgeklapptem Deckel .
Die Figur 5 zeigt die Anordnung der Zusatzplatinen der Elektronikeinheit bei weggeschnittener Anschlussbox in perspektivischer Darstellung.
Die Figur 6 zeigt eine perspektivische Darstellung der Anschlussbox von einer zu Figur 3 entgegengesetzten Seite mit aufgeklapptem Deckel mit einer alternativen Befestigung.
Das in der Figur 1 dargestellte Durchflussmessgerät 11 besteht aus einem elektromotorisch angetriebenen Verdrängerzähler in Form einer Zahnradpumpe, der in einem Gehäuse 10 angeordnet ist und fluidisch parallel zu einem Differenzdruckaufnehmer in Form eines in einer Kolbenkammer angeordneten Kolbens angeordnet ist, dessen Gehäuse durch eine Abdeckung 12 geschützt ist. Die Zahnradpumpe wird so angesteuert, dass der Differenzdruck am Differenzdruckaufnehmer ausgeglichen wird, also kein Differenzdruck über den Kolben entsteht. Um eine derartige Steuerung vornehmen zu können, muss einerseits der Antriebsmotor der Zahnradpumpe korrekt angesteuert werden und andererseits verschiedene Messwerte aufgenommen, weiter verarbeitet und zurückgeführt werden. Des Weiteren muss aus den gewonnenen Mess- und Steuerungswerten ein Durchfluss berechnet werden und diese Daten nach außen geführt werden. Hierzu wird eine erfindungsgemäße Elektronikeinheit 14 verwendet, welche eine Hauptplatine 16 aufweist, die mit dem Antriebsmotor im Innern einer Abdeckhaube 18 des Gehäuses 10 angeordnet ist und über die der Antriebsmotor in Abhängigkeit der Messwerte angesteuert wird.
Die Hauptplatine 16 ist an Trägerelementen 19 befestigt und weist an ihrem vom Gehäuse 10 weg weisenden Ende ein Steckergegenstück 20 eines BUS-Systems auf. In dieses Steckergegenstück 20 kann ein Stecker 22 zur Herstellung einer elektrischen Steckverbindung 23 gesteckt werden, welcher aus einer offenen Seite 24 einer Anschlussbox 26 ragt und durch Kontaktenden 28 zweier Zusatzplatinen 30, 32 gebildet wird, die im Innern der Anschlussbox 26 angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass im Folgenden zum leichteren Verständnis jeweils die in Figur 3 dargestellte Lage zur Erklärung genutzt wird. Demnach sind auch die folgenden Begriffe wie „links", „rechts", „Seitenwand",„Deckel", und„Boden",„waagerecht" und„senkrecht" nicht einschränkend bezüglich einer tatsächlichen späteren Einbaulage zu verstehen. Die Anschlussbox 26 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist einen geschlossenen Boden 34 sowie eine zur Abdeckhaube 18 gewandte geschlossene Decke 36 auf. An ihrer offenen Seite 24 weist die Anschlussbox 26 eine flanschartige Erweiterung 38 mit Bohrungen 40 auf, über die die Anschlussbox 26 auch mechanisch an der Abdeckhaube 18 oder einem der Trägerelemente 19 mittels Schrauben 42 befestigt werden kann. In gegenüberliegenden Seitenwänden 44, 46 sind Öffnungen 48, 50 ausgebildet, durch die elektrische Anschlussstecker 52, 54 aus dem Inneren der Anschlussbox 26 nach außen ragen.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind im Inneren der Anschlussbox 26 insgesamt drei Zusatzplatinen 30, 32, 56 angeordnet, welche zusätzliche elektronische Bausteine 58 tragen, welche nicht auf der Hauptplatine 16 ausgebildet sind, so dass je nach Kundenanforderungen die Anzahl und Ausbildung der Zusatzplatinen 30, 32, 56 mit ihren Bausteinen 58 geändert werden kann, ohne weitere Änderungen am Durchflussmessgerät 11 durchführen zu müssen.
Die erfindungsgemäße Fixierung und Montage der Zusatzplatinen 30, 32, 56 im Innern der Anschlussbox 26 erfolgt, indem zunächst die erste Zusatzplatine 56 von der offenen Seite 24 in die Anschlussbox 26 geschoben wird. Diese erste Zusatzplatine 56 weist ein Flachbandkabel 60 und den Anschlussstecker 52 auf, der von innen durch die Öffnung 48 in der Seitenwand 44 geschoben wird. Durch Aufschrauben einer Mutter 62 von außen auf den Anschlussstecker 52 wird die Zusatzplatine 56 in ihrer Lage an der Seitenwand 44 fixiert.
Im Folgenden wird die zweite Zusatzplatine 30 von der offenen Seite 24 in die Anschlussbox 26 geschoben. Diese zweite Zusatzplatine 30 weist insgesamt drei Anschlussstecker 54 auf, welche durch drei entsprechend geformte Öffnungen 50 in der zur Seitenwand 44 gegenüberliegenden Seitenwand 46 geschoben werden. Während sich die erste Zusatzplatine 56 entlang der Seitenwand 44 erstreckt, erstreckt sich die zweite Zusatzplatine nach ihrer Befestigung mittels Muttern 64, die auf die Anschlussstecker 54 von außen geschraubt werden, parallel zum Boden 34. An ihrem aus der offenen Seite 24 ragenden Ende ist ein in der Ansicht von der offenen Seite 24 linker Teil der Kontaktenden 28 des Steckers 22 ausgebildet. Anschließend wird das Flachbandkabel 60 der ersten Zusatzplatine 56 in ein Steckerelement 61 der zweiten Zusatzplatine 30 eingesteckt.
Die dritte Zusatzplatine 32 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine SD-Kartenplatine, deren Höhe dem Abstand vom Boden 34 zur Decke 36 der Anschlussbox 26 entspricht. Sie erstreckt sich im eingebauten Zustand senkrecht vom Boden 34 zur Decke 36 der Anschlussbox 26 und weist ein abgewinkeltes Ende 66 auf, an dem der rechte Teil der Kontaktenden 28 des Steckers 22 ausgebildet ist und welches sich entsprechend waagerecht in der Anschlussbox 26 in Verlängerung des aus der offenen Seite 24 ragenden Endes der zweiten Zusatzplatine 30 erstreckt. Zur Montage wird diese dritte Zusatzplatine 32 in die Anschlussbox 26 eingeschoben, wobei am zur offenen Seite weisenden Ende der Zusatzplatine 32 in deren sich senkrecht erstreckenden Bereich eine Nut 68 ausgebildet ist, welche über eine als Feder 70 wirkende Erweiterung der zweiten Zusatzplatine 30 geschoben wird. Zusätzlich ist an der ersten Zusatzplatine 56 eine Nut 72 ausgebildet, in die eine als Feder 74 wirkende Erweiterung der dritten Zusatzplatine 32, die an dem sich waagerecht erstreckenden Bereich ausgebildet ist, beim Einschieben der dritten Zusatzplatine 32 eingreift. Am rückwärtigen Ende weist die dritte Zusatzplatine 32 eine Zunge 76 auf, die beim Einschieben in die Anschlussbox durch einen Schlitz 78 geschoben wird, der in einer zur offenen Seite gegenüberliegenden Rückwand 80 ausgebildet ist, was in den Figuren 3 und 6 zu erkennen ist. Entsprechend ist die dritte Zusatzplatine 32 in diesem Zustand an drei Stellen formschlüssig befestigt. Um nun auch eine Bewegung der dritten Zusatzplatine 32 entgegen der Einschubrichtung zu verhindern, sind an der Zunge 76 zwei seitlich abstehende Haken 82 ausgebildet, hinter die im folgenden zwei Nasen 84 eines als Fixierplatte 86 ausgebildeten Halteelementes greifen, welches entlang der Rückwand 80 geschoben wird, so dass die Nasen 84 zwischen die Rückwand 80 und die Haken 82 geklemmt werden. Somit ist die Lage aller drei Zusatzplatinen 30, 32, 56 vollständig festgelegt. Zusätzlich wird die zweite Zusatzplatine 30 im Bereich der Nut 68 -Feder 70- Verbindung mit der dritten Zusatzplatine 32 verlötet.
An der Rückwand 80 der Anschlussbox 26 ist zusätzlich ein klappbarer Kunststoffdeckel 88 ausgebildet, der über Scharniere 90 an der Anschlussbox 26 befestigt ist. Der Kunststoffdeckel 88 weist eine Schließplatte 92 und Wände 94 auf, die sich allseits senkrecht von den Enden der Schließplatte 92 in Richtung der Rückwand 80 erstrecken, so dass im geschlossenem Zustand ein schmaler Raum 96 zwischen der Rückwand 80, der Anschlussbox 26 und dem Kunststoffdeckel 88 gebildet wird. Zusätzlich ist am Kunststoffdeckel 88 an seiner zur Rückwand 80 weisenden Seite eine umlaufende Dichtung 98 ausgebildet, so dass ein dichter Verschluss des Raumes 96 bei geschlossenem Kunststoffdeckel 88 hergestellt wird. Dieser Raum 96 dient, wie in Figur 6 erkennbar ist, zur Unterbringung einer Zusatzplatine 100 eines Funkmoduls, welches innerhalb der metallischen Anschlussbox nicht funktionieren würde. Eine solche Zusatzplatine 100 kann entweder an die Rückwand geklebt werden und/oder zusätzlich als Halteelement zur Fixierung der dritten Zusatzplatine 32 dienen, indem am Ende der Zusatzplatine 100 entsprechende Vorsprünge 102 ausgebildet werden, die unter die Haken 82 der dritten Zusatzplatine 32 geschoben werden können. Durch anschließenden Verschluss des Kunststoffdeckels 88 wird die Montage der Anschlussbox 26 fertig gestellt und kann in diesem Zustand mit der offenen Seite in das Steckergegenstück 20 geschoben und an der Abdeckhaube 18 fixiert werden.
Es wird somit eine Elektronikeinheit geschaffen, bei der auf einfache Weise eine immer vorhandene Hauptplatine von einer Anschlussbox, deren Ausstattung je nach Kundenanforderungen angepasst werden kann, getrennt werden kann, wie dies beispielswiese bei einer Kalibrierung erforderlich ist. Die Anschlüsse einer derartig ausgeführten Elektronikeinheit entsprechen den europäischen Standards zum Explosionsschutz. Die Anordnung und Befestigung notwendiger Zusatzplatinen im Innern der Anschlussbox erfolgt ohne zusätzliche Befestigungsmittel durch einfaches Ineinanderstecken und formschlüssiges Verbinden.
Es sollte deutlich sein, dass der Schutzbereich des Hauptanspruchs nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist. Insbesondere können die Anordnung der Zusatzplatinen zueinander und auch die Anzahl der benötigten Platinen je nach Kundenwunsch variieren. Weitere andersartige konstruktive Ausgestaltungen sind ebenfalls denkbar.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Elektronikeinheit (14) für ein Durchflussmessgerät (11) mit
einer Hauptplatine (16) zur Steuerung des Durchflussmessgerätes (11),
mindestens einer weiteren Zusatzplatine (30; 32; 56) mit zusätzlichen elektronischen Bausteinen (58),
einer elektrischen Steckverbindung zwischen der Hauptplatine (16) und der zumindest einen Zusatzplatine (30; 32; 56) und
einer Anschlussbox (26), in der die mindestens eine Zusatzplatine
(30; 32; 56) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die mindestens eine Zusatzplatine (30; 32; 56) über eine elektrische Steckverbindung (23) mit der Hauptplatine (16), die in einem Gehäuse (10) des Durchflussmessgerätes (11) befestigt ist, elektrisch lösbar verbunden ist und die Anschlussbox (26) mechanisch am Gehäuse (10) des Durchflussmessgerätes (11) lösbar befestigt ist.
2. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
in der Anschlussbox (26) mehrere Zusatzplatinen (30, 32, 56) angeordnet sind, die über Nut-Feder-Verbindungen (68, 70; 72, 74) zueinander ausgerichtet sind.
3. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlussbox (26) eine offene Seite (24) aufweist, aus welcher ein Stecker (22) zur Herstellung der elektrischen Steckverbindung (23) zur Hauptplatine (16) ragt, und durch welche die Zusatzplatinen (30, 32, 56) in die Anschlussbox (26) einsetzbar sind.
4. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Stecker (22) ein Flachstecker eines Bussystems ist.
5. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest ein elektrischer Anschlussstecker (52) oder eine Kabeldurchführungsbuchse an einer ersten Zusatzplatine (56) im Inneren der Anschlussbox (26) befestigt ist und aus dem Inneren der Anschlussbox (26) durch eine Öffnung (48) in einer Seitenwand (44) der Anschlussbox (26) nach außen ragt.
6. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die den Anschlussstecker (52; 54) aufweisende Zusatzplatine (56; 30) durch Befestigung des Anschlusssteckers (52; 54) an der Seitenwand (44; 46) der Anschlussbox (26) im Innern der Anschlussbox (26) positioniert ist.
7. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Zusatzplatinen (56, 30) mit Anschlusssteckern (52, 54) im Innern der Anschlussbox (26) angeordnet sind, deren Anschlussstecker (52, 54) an gegenüberliegenden Seitenwänden (44, 46) durch Öffnungen (48, 50) der Anschlussbox (26) ragen.
8. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine der Wände (80) der Anschlussbox (26) durch einen klappbaren oder festschraubbaren Kunststoffdeckel (88) abgedeckt ist.
9. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen der Wand (80) und dem Kunststoffdeckel (88) eine Zusatzplatine (100) eines Funkmoduls angeordnet ist.
10. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Zusatzplatine (100) des Funkmoduls an einer zur offenen Seite (24) gegenüberliegend angeordneten Rückwand (80) zwischen der Rückwand (80) der Anschlussbox (26) und dem aufklappbaren Kunststoffdeckel (88) angeordnet ist.
11. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
zwei Zusatzplatinen (56, 30) im Innern der Anschlussbox (26) über ein Flachbandkabel (60) elektrisch miteinander verbunden sind.
12. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine dritte Zusatzplatine (32) über die Nut-Federverbindungen (68, 70; 72, 74) zu den beiden anderen Zusatzplatinen (30, 56) ausgerichtet ist, welche die Anschlussstecker (52, 54) aufweisen.
13. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Zusatzplatine (32) mit einer an ihrem Ende ausgebildeten Zunge (76) durch einen Schlitz (78) in der Rückwand (80) an der zum Stecker (22) entgegengesetzten Seite aus der Anschlussbox (26) ragt und über ein Halteelement (86) formschlüssig an der Rückwand (80) befestigt ist.
14. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
das Halteelement eine Fixierplatte (86) mit zwei Nasen (84) ist, wobei die Fixierplatte (86) gegen die Rückwand (80) anliegt und die Nasen (84) hinter zwei seitlich abstehende Haken (82) am Ende der Zunge (76) der dritten Zusatzplatine (32) greifen.
15. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass
das Halteelement die Zusatzplatine (100) des Funkmoduls ist, welche zwei Vorsprünge (102) aufweist, die hinter zwei seitlich abstehende Haken (82) am Ende der Zunge (76) der dritten Zusatzplatine (32) greifen.
16. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Höhe der dritten Zusatzplatine (32) im Wesentlichen dem Abstand zwischen einem Boden (34) und einer Decke (36) der Anschlussbox (26) entspricht.
17. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 12 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass
die dritte Zusatzplatine (32) eine SD-Kartenplatine ist.
18. Elektronikeinheit für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei ineinandergesteckte Zusatzplatinen (30, 32) durch Löten miteinander verbunden sind.
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