EP3408624A1 - Antriebs- und steuervorrichtung für ein durchflussmessgerät - Google Patents

Antriebs- und steuervorrichtung für ein durchflussmessgerät

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Publication number
EP3408624A1
EP3408624A1 EP17703072.3A EP17703072A EP3408624A1 EP 3408624 A1 EP3408624 A1 EP 3408624A1 EP 17703072 A EP17703072 A EP 17703072A EP 3408624 A1 EP3408624 A1 EP 3408624A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
connection
guide rails
control device
openings
drive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17703072.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otfried Derschmidt
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
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Filing date
Publication date
Application filed by AVL List GmbH filed Critical AVL List GmbH
Publication of EP3408624A1 publication Critical patent/EP3408624A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G01F3/02—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement
    • G01F3/04—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls
    • G01F3/06—Measuring the volume flow of fluids or fluent solid material wherein the fluid passes through the meter in successive and more or less isolated quantities, the meter being driven by the flow with measuring chambers which expand or contract during measurement having rigid movable walls comprising members rotating in a fluid-tight or substantially fluid-tight manner in a housing
    • G01F3/10—Geared or lobed impeller meters
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    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • G—PHYSICS
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    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • G01D11/245—Housings for sensors
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    • 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
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/0026—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus provided with connectors and printed circuit boards [PCB], e.g. automotive electronic control units
    • H—ELECTRICITY
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    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
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    • H05K7/1417—Mounting supporting structure in casing or on frame or rack having securing means for mounting boards, plates or wiring boards
    • H05K7/1418—Card guides, e.g. grooves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2273/00—Operation of filters specially adapted for separating dispersed particles from gases or vapours
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/40—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for cleaning of environmental air, e.g. by filters installed on vehicles or on streets

Definitions

  • the invention relates to a drive and control device for a flow meter with an electric drive unit, a connection housing, which is connected to the electric drive unit, a motherboard and a mounting structure, by means of which the motherboard is positioned to the electric drive unit, wherein the mounting structure has a fastener, where the electric drive unit is attached.
  • Flowmeters are used, for example, to determine injected amounts of fluid from injectors to internal combustion engines. These flow meters have an electric motor driven positive displacement in the form of a gear pump which is arranged parallel to a Differenzdruckauf scenery in the form of a arranged in a piston chamber piston, wherein the gear pump is driven so that the differential pressure is compensated at Differenzdruckaufêt, so no differential pressure across the piston arises.
  • an actuator is proposed in CN 204423922U, which has a mounting structure on which both the electric motor and the motherboard are fastened by screw connections.
  • the board carries a plug for power supply or electrical connection to the outside and is screwed from the outside to the mounting structure.
  • this disclosed attachment structure is very expensive and the assembly and the electrical connection are difficult.
  • a contact between an additional outer housing to be mounted and the board during assembly can not be avoided with certainty.
  • a determination of the position to an additional external device is not provided.
  • a drive and control device for a flowmeter with the features of claim 1.
  • the fastening structure has a board holding element to which the main board is fastened and which is pushed onto positioning rails for positioning on the fastening element, the main board can first be aligned correctly with the electrical drive unit and mounted with good accessibility, and then its position can be fixed to the electric drive unit be made without additional screwing on the board have to. Accordingly, a long-lasting mechanical connection to the electric drive unit is produced by simply sliding it on. Assembly errors are reliably avoided and it is possible to put a hood over the electric drive unit and the motherboard without having to fear a contact between the motherboard and hood, which could lead to damage.
  • the first fastening element has a connecting plate, from the lateral ends of which two side plates extend parallel to one another, at whose ends remote from the connecting plate the guide rails extend away from the connecting housing pointing away and angled towards the side plates parallel to each other.
  • the electric drive unit is mounted between the side plates.
  • the connecting plate the side plates and the board holding member.
  • the mounting structures protect this even when placing a hood, for which they can serve as a guide.
  • the board holding member advantageously has a terminal plate which extends from the motherboard perpendicular to the motherboard in the direction of the drive unit and in which two openings are formed, which are formed corresponding to the guide rails, which are inserted through the openings.
  • the Fixing level of the motherboard to the electric drive unit clearly defined.
  • a rear plug element of the board can optionally be plugged into a corresponding plug on the connection housing, in the direction of the board holding member is attached to the guide rails.
  • the guide rails define with the openings on the connection plate, the lateral position of the board holding element and additionally prevent by their axial length and support on the motherboard a tilting movement, so that only a movement along the guide rails is possible.
  • the board holding member on holding webs, which penetrate the motherboard and via which the motherboard is attached to the board holding member.
  • connection plate has a connection opening which is shaped in a manner corresponding to a plug formed directly behind the connection opening such that an electrical contact can be made to an opposite plug through the connection opening. Accordingly, a connection box having a plug can simply be electrically connected to the mainboard by the free side facing away from the connection housing.
  • a mounting plate which is fastened to the main circuit board and which can be screwed onto the connection housing after being pushed onto the guide rails, extends parallel to the connection plate. Through this gland can after pushing the board holding element and the axial fixation of the motherboard can be made in a simple manner.
  • connection plate extending from the connection plate adjacent to the openings of the connection plate for receiving the guide rails two parallel to the guide rails webs. These serve as a guide for the guide rails to guide them safely into the openings. Furthermore, in particular in an embodiment of the mounting structure made of simple bent sheet metal increased rigidity of the board holding element is achieved and provided a larger area for mounting the board holding element to the motherboard.
  • a connection box which accommodates one or more boards, has a plug corresponding to the plug of the main board and the connection opening of the board holding element and two positioning openings, via which the connection box by means of the ends projecting through the openings of the connection plate of the board holding element the guide rails is positioned to the board holding member.
  • the guide rails serve accordingly not only for positioning the motherboard to the drive unit, but in addition to positioning other electrical connection means to the motherboard, so that a plurality of components to each other by the guide rails are positioned.
  • one or more tips are formed on the projecting through the openings of the connection plate ends of the guide rails and the corresponding openings of the connection plate and / or the corresponding positioning openings of the connection box have increased in height of the tips in comparison to the extension of the tips Opening cross section, while the remaining opening cross section of the openings and / or positioning holes corresponds to the cross section of the guide rails.
  • This enlarged opening allows for easier threading of the guide rails over the tips into the corresponding openings. Nevertheless, the further insertion of the guide rails in the openings sufficient strength of the connection is made, since the area of the openings next to the extensions rests without play on the guide rails.
  • the motherboard is firmly positioned and easily accessible for further electrical connections or to connect external devices. It provides a reliable guide for positioning the motherboard in a surrounding housing while providing guidance of external devices to be connected. An additional protective cover can be pushed over the electric drive unit and the motherboard, without fear of damage, since the mounting structure also serves as a protective cover and guide during assembly.
  • Figure 1 shows a perspective view of a drive and control device according to the invention during assembly.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the holding element of the drive and control device according to the invention from FIG. 1.
  • Figure 3 shows a perspective view of the board holding element of the drive and control device according to the invention from Figure 1 with inserted motherboard.
  • Figure 4 shows a perspective view of the drive and control device according to the invention according to the figure 1 during the last assembly step.
  • FIG. 5 shows a perspective view of the connection box contained in FIG. 4 from a viewing angle opposite to FIG.
  • the drive and control device has an electric drive unit 10, which consists in the present embodiment of an electric motor 12 with magnetic coupling 14 connected thereto, the drive shaft protrudes through a connection housing 16 in a displacement of a gear pump, the drive gear is mounted on the drive shaft.
  • a fastening structure 18 is fastened by means of screws 20, which consists of a fastening element 22, which is shown in Figure 2 and a board holding member 24.
  • the fastening element 22 has a connecting plate 26, from whose lateral ends in each case one side plate 28 extends perpendicular to the connecting plate 26 and parallel to the respective other side plate 28.
  • the connecting plate 26 and the two side plates 28 respectively surround the drive unit 10 over an axial portion of three sides.
  • guide rails 30 are formed, which are parallel to the extension of the connecting plate 26 and parallel to the central axis of the drive unit 10 and perpendicular to the extension direction the side plates 28 viewed from the connecting plate 26 and extending away from the terminal housing 16 away.
  • These guide rails 30 have a triangular recess 32 at their ends pointing away from the connection housing 16, so that a tip 34 is formed in the lower and upper region of each guide rail 30.
  • a main circuit board 36 which may be suitable for controlling the drive unit 10 as well as for the electronic evaluation of the measured values of the flow meter connected to the drive unit, has an elongated shape with two longitudinal sides and two transverse sides.
  • a mounting plate 38 At the first end of the motherboard 36 extends perpendicular to the motherboard 36 along its first transverse side a mounting plate 38 with two holes 40 through which screws can be screwed into threaded holes 44 of the terminal housing 16.
  • the board holding member 24 which has a connection plate 46 which is arranged parallel to the mounting plate 38.
  • the terminal plate 46 has a connection opening 48 which extends parallel to the main circuit board 36 and two laterally adjacent to the slot-shaped connection opening 48 extending perpendicular to the main board 36 extending elongated openings 50, which are formed enlarged at its upper and lower end.
  • two webs 52 extend perpendicular to the connection plate 46 in the direction of the connection housing 16 or to the mounting plate 38, which form the board holding element 24 with the connection plate 46.
  • a plurality of retaining webs 54 extend through the motherboard 36, via which these with the Attachment plate 38 and the board holding member 24 is at least positively connected.
  • the main circuit board 36 has at its end facing the terminal plate 46 a plug 56 which is formed as a tab and directly abuts against the connection opening 48, so that a mating connector 58 for the plug 56 through the connection opening 48 in the plug 56 for producing an electrical Connection can be plugged.
  • a further connector element 60 extends in the direction of the connection housing 16.
  • the assembly is carried out such that first the fastening element 22 is screwed to the drive unit 10 and the board holding member 24 and the mounting plate 38 are connected to the motherboard 36 via the holding webs 54.
  • the main circuit board 36 is pushed axially from the side opposite the connection housing 16 onto the guide rails 30 in the direction of the connection housing 16.
  • the webs 52 bear against the guide rails 30 from the outside and the main board 36 from below against the guide rails 30, so that a well-directed axial movement is achieved.
  • the tips 34 of the guide rails 30 reach the openings 50, which have at their upper and lower end an enlarged opening cross-section, so that the tips 34 thread without much resistance in the openings 50, while the remaining opening cross section of the openings 50th the cross section of the guide rails 30 corresponds.
  • the motherboard 36 is now pushed further in the direction of the terminal housing until the mounting plate 38 abuts against the terminal housing 16 and can be screwed there and the plug member 60 protrudes through a bore 62 in the connection housing to another board on which, for example, a position sensor of a piston Flow meter can be arranged.
  • a cover hood 64 is pushed over the drive and control unit and against the connection housing 16, which has at least one recess 68 on a wall surface 66 facing away from the connection housing 16, through which the ends of the guide rails 30 protrude and through which the plug 56 is accessible.
  • a number of further boards 70 can be connected to the mainboard 36 via the plug 56 from the outside, and the main circuit board 36 and optionally the electric motor 12 can be supplied with power.
  • a connection box 72 is used, in which these boards 70 are arranged and protrudes at their end facing the motherboard 36 end of the mating connector 58 from a housing 74 of the connection box 72.
  • two positioning holes 76 are also formed on the junction box 72, which are arranged and shaped corresponding to the guide rails 30, so that the connection box 72 can be pushed onto the ends of the guide rails 30 for prefixing and proper alignment with the plug 56.
  • a against the axially delimiting wall surface 66 of the hood 64 adjacent flange 78, from which also the mating connector 58 projects and in the Positioning openings 76 are formed laterally beyond the connection box 72 and has in this projecting region two holes 80, via which the connection box 72 is screwed to the cover 64.
  • connection box 72 may further outward electrical contacting elements extend to the outside, via which the other boards 70 can be connected and supplied with power.
  • the described drive and control device is easy to assemble. In particular, assembly errors are reliably avoided.
  • the motherboard is firmly positioned in the drive and control unit and protected under the cover and yet easily accessible for electrical contact to make additional electrical connections or to connect external devices and boards for intelligent control. It provides a reliable guide for fixed positioning of the motherboard in a surrounding housing and at the same time a guide external devices to be connected. The additionally pushed over the drive unit and the motherboard cover, without fear of damage, are to be pushed over, since the mounting structure also serves as a protective cover and guide during assembly.
  • the drive and control unit can be used in particular for various applications. It is also conceivable to carry out the attachment structure and here in particular the board holding element differently.
  • the mounting plate and / or the terminal plate as being formed extending from a base plate on which the mother board rests. Other different structural configurations are also conceivable.

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Abstract

Es sind Antriebs- und Steuervorrichtungen für Durchflussmessgeräte mit einer elektrischen Antriebseinheit (10), einem Anschlussgehäuse (16), das mit der elektrischen Antriebseinheit (10) verbunden ist, einer Hauptplatine (36) und einer Befestigungsstruktur (18), mittels derer die Hauptplatine (36) zur elektrischen Antriebseinheit (10) positioniert ist, wobei die Befestigungsstruktur (18) ein Befestigungselement (22) aufweist, an dem die elektrische Antriebseinheit (10) befestigt ist, bekannt. Zur elektrisch guten Zugänglichkeit und einfachen Montage einer Hauptplatine an einer derartigen Antriebs- und Steuereinheit wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass die Befestigungsstruktur (18) zumindest ein Platinenhalteelement (24) aufweist, an dem die Hauptplatine (36) befestigt ist und welches zur Positionierung auf am Befestigungselement (22) ausgebildete Führungsschienen (30) aufgeschoben ist.

Description

Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät
Die Erfindung betrifft eine Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät mit einer elektrischen Antriebseinheit, einem Anschlussgehäuse, das mit der elektrischen Antriebseinheit verbunden ist, einer Hauptplatine und einer Befestigungsstruktur, mittels derer die Hauptplatine zur elektrischen Antriebseinheit positioniert ist, wobei die Befestigungsstruktur ein Befestigungselement aufweist, an dem die elektrische Antriebseinheit befestigt ist.
Durchflussmessgeräte werden beispielsweise genutzt, 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 der 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 unter Umständen auch weitere Platinen zum korrekten Datenaustausch mit der Hauptplatine verbunden werden müssen. Des Weiteren ist es erforderlich, das gesamte Durchflussmessgerät vor Verschmutzungen von außen zu schützen, weswegen der die Antriebs- und Steuervorrichtung darstellende Teil in der Regel unter einer Haube angeordnet wird, welche möglichst klein auszuführen ist, um Bauraum zu sparen.
Entsprechend ist es erforderlich, eine zuverlässige mechanische und gegebenenfalls elektrische Verbindung zwischen der Hauptplatine und der elektrischen Antriebseinheit zu schaffen, welche möglichst einfach unter Vermeidung möglicher Montagefehler herstellbar ist und andererseits eine hohe Lebensdauer aufweist, so dass auch bei auftretenden Erschütterungen die Position der Hauptplatine und der elektrischen Antriebseinheit unter der Haube erhalten bleiben, um möglichst zuverlässige elektrische Verbindungen schaffen zu können. Des Weiteren soll eine möglichst gute Zugänglichkeit der Hauptplatine zur Stromversorgung oder/und zum Anschluss an weitere Platinen sichergestellt werden.
Um dies sicherzustellen, können Befestigungsstrukturen verwendet werden, an denen sowohl die Hauptplatine als auch die elektrische Antriebseinheit befestigt werden, da hierdurch die relative Lage dieser Bauteile zueinander festgelegt wird und ein einfaches Überstülpen der Haube sichergestellt wird. Diese Positionierung stellt zusätzlich sicher, dass im Bereich der elektrischen Verbindungen, die als einfach montierbare Steckverbindungen ausgeführt werden können, keine Zugkräfte oder dergleichen auftreten können, die zu einem Lösen dieser Verbindungen führen könnten.
So wird in der CN 204423922U ein Stellantrieb vorgeschlagen, der eine Befestigungsstruktur aufweist, an der sowohl der Elektromotor als auch die Hauptplatine durch Schraubverbindungen befestigt sind. Die Platine trägt einen Stecker zur Stromversorgung beziehungsweise elektrischen Verbindung nach außen und wird von außen an der Befestigungsstruktur angeschraubt. Die Herstellung dieser offenbarten Befestigungsstruktur ist jedoch sehr aufwendig und die Montage und der elektrische Anschluss gestalten sich schwierig. Insbesondere ist ein Kontakt zwischen einem zusätzlich zu montierenden Außengehäuse und der Platine bei der Montage nicht mit Sicherheit zu vermeiden. Eine Festlegung der Position zu einem zusätzlichen externen Gerät ist nicht vorgesehen.
Es stellt sich somit die Aufgabe, eine Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmengenmessgerät bereitzustellen, bei deren Montage Fehler vermieden werden, verschiedene externe Geräte einfach und gut zugänglich angeschlossen werden können und sichere und dauerhaltbare elektrische Verbindungen herstellbar sind. Gleichzeitig soll auch eine zuverlässige Führung für die Verbindung zu den externen Geräten, insbesondere zusätzlichen Platinen, geschaffen werden. Ein störungsfreies und sicheres Montieren einer Schutzhaube über die elektrische Antriebseinheit und die Hauptplatine soll ebenfalls ermöglicht werden, ohne hierdurch die Möglichkeit eines zusätzlichen Anschlusses einer weiteren Anschlussbox zu verlieren.
Diese Aufgabe wird durch eine Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmengenmessgerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass die Befestigungsstruktur ein Platinenhalteelement aufweist, an dem die Hauptplatine befestigt ist und welches zur Positionierung auf am Befestigungselement ausgebildete Führungsschienen aufgeschoben ist, kann zunächst die Hauptplatine korrekt zur elektrischen Antriebseinheit ausgerichtet und bei guter Zugänglichkeit montiert werden und anschließend deren Position zur elektrischen Antriebseinheit festgelegt werden, ohne zusätzliche Verschraubungen an der Platine vornehmen zu müssen. Entsprechend wird eine lang haltbare mechanische Verbindung zur elektrischen Antriebseinheit durch einfaches Aufschieben hergestellt. Montagefehler werden zuverlässig vermieden und es besteht die Möglichkeit eine Haube über die elektrische Antriebseinheit und die Hauptplatine zu stülpen, ohne einen Kontakt zwischen Hauptplatine und Haube befürchten zu müssen, der zu Schäden führen könnte.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das erste Befestigungselement eine Verbindungsplatte auf, von dessen seitlichen Enden sich zwei Seitenplatten parallel zueinander erstrecken, an deren von der Verbindungsplatte abgewandten Enden sich die Führungsschienen vom Anschlussgehäuse weg weisend und abgewinkelt zu den Seitenplatten parallel zueinander erstrecken. Somit kann nach der Befestigung der Antriebseinheit das Platinenhalteelement auf die Führungsschienen einfach aufgesteckt werden, wobei sich die Hauptplatine parallel zur elektrischen Antriebseinheit erstreckt. Das Aufstecken erfolgt dabei von der freien Seite in Richtung des Anschlussgehäuses.
Vorzugsweise ist die elektrische Antriebseinheit zwischen den Seitenplatten befestigt. Somit befindet er sich in einem Raum der im Querschnitt durch die Verbindungsplatte, die Seitenplatten und das Platinenhalteelement begrenzt wird. Neben der hierdurch einfach herstellbaren sicheren Halterung der Antriebseinheit schützen die Befestigungsstrukturen diesen auch beim Aufsetzen einer Haube, für die sie als Führung dienen können.
Das Platinenhalteelement weist vorteilhafterweise eine Anschlussplatte auf, die sich von der Hauptplatine senkrecht zur Hauptplatine in Richtung der Antriebseinheit erstreckt und in der zwei Öffnungen ausgebildet sind, die korrespondierend zu den Führungsschienen geformt sind, welche durch die Öffnungen gesteckt sind. Durch diese Ausführung wird die Befestigungsebene der Hauptplatine zur elektrischen Antriebseinheit eindeutig festgelegt. Durch dieses horizontale Einschieben unter definierter Führung kann auch ein rückwärtiges Steckerelement der Platine gegebenenfalls in einen entsprechenden Stecker am Anschlussgehäuse gesteckt werden, in dessen Richtung das Platinenhalteelement auf die Führungsschienen aufgesteckt wird. Die Führungsschienen legen mit den Öffnungen an der Anschlussplatte die seitliche Lage des Platinenhalteelementes fest und verhindern zusätzlich durch ihre axiale Länge und Auflage auf der Hauptplatine eine Kippbewegung, so dass ausschließlich eine Bewegung entlang der Führungsschienen möglich ist.
Zur einfachen Befestigung der Hauptplatine am Platinenhalteelement weist das Platinenhalteelement Haltestege auf, die die Hauptplatine durchdringen und über die die Hauptplatine am Platinenhalteelement befestigt ist.
In einer weiterführenden Ausbildung der Erfindung weist die Anschlussplatte eine Anschlussöffnung auf, welche derart korrespondierend zu einem unmittelbar hinter der Anschlussöffnung ausgebildeten Stecker geformt ist, dass durch die Anschlussöffnung eine elektrische Kontaktierung zu einem gegenüberliegenden Stecker herstellbar ist. Entsprechend kann eine einen Stecker aufweisende Anschlussbox von der vom Anschlussgehäuse weg weisenden, freien Seite einfach elektrisch mit der Hauptplatine verbunden werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich parallel zur Anschlussplatte eine Befestigungsplatte, die an der Hauptplatine befestigt ist und welche nach dem Aufschieben auf die Führungsschienen am Anschlussgehäuse festschraubbar ist. Durch diese Verschraubung kann nach dem Aufschieben des Platinenhalteelementes auch die axiale Fixierung der Hauptplatine auf einfache Weise hergestellt werden.
Vorzugsweise erstrecken sich von der Anschlussplatte neben den Öffnungen der Anschlussplatte zur Aufnahme der Führungsschienen zwei parallel zu den Führungsschienen verlaufende Stege. Diese dienen als Führung für die Führungsschienen, um diese sicher in die Öffnungen zu führen. Des Weiteren wird insbesondere bei einer Ausführung der Befestigungsstruktur aus einfachem gebogenem Blech eine erhöhte Steifigkeit des Platinenhalteelementes erreicht und eine größere Fläche zur Befestigung des Platinenhalteelementes an der Hauptplatine zur Verfügung gestellt.
In einer besonders bevorzugten Ausführung der Erfindung weist eine Anschlussbox, die eine oder mehrere Platinen aufnimmt, einen zum Stecker der Hauptplatine und zur Anschlussöffnung des Platinenhalteelementes korrespondierenden Stecker und zwei Positionierungsöffnungen auf, über die die Anschlussbox mittels der durch die Öffnungen der Anschlussplatte des Platinenhalteelementes ragenden Enden der Führungsschienen zum Platinenhalteelement positioniert ist. Die Führungsschienen dienen entsprechend nicht nur zur Positionierung der Hauptplatine zur Antriebseinheit, sondern zusätzlich zur Positionierung weiterer elektrischer Anschlussmittel zur Hauptplatine, so dass mehrere Bauteile zueinander durch die Führungsschienen positioniert werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausbildung sind an den durch die Öffnungen der Anschlussplatte ragenden Enden der Führungsschienen ein oder mehrere Spitzen ausgebildet und die korrespondierenden Öffnungen der Anschlussplatte und/oder die korrespondierenden Positionierungsöffnungen der Anschlussbox weisen in Höhe der Spitzen einen im Vergleich zur Ausdehnung der Spitzen vergrößerten Öffnungsquerschnitt auf, während der übrige Öffnungsquerschnitt der Öffnungen und/oder Positionierungsöffnungen dem Querschnitt der Führungsschienen entspricht. Diese vergrößerte Öffnung ermöglicht ein einfacheres Einfädeln der Führungsschienen über die Spitzen in die korrespondierenden Öffnungen. Dennoch wird beim weiteren Einschieben der Führungsschienen in die Öffnungen eine ausreichende Festigkeit der Verbindung hergestellt, da der Bereich der Öffnungen neben den Erweiterungen spielfrei an den Führungsschienen anliegt.
Es wird somit eine Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät geschaffen, bei deren Montage Fehler zuverlässig vermieden werden. Des Weiteren ist die Hauptplatine fest positioniert und einfach zugänglich, um weitere elektrische Verbindungen herzustellen oder externe Geräte anzuschließen. Es wird eine zuverlässige Führung zur Positionierung der Hauptplatine in einem umgebenden Gehäuse und gleichzeitig eine Führung externer anzuschließender Geräte zur Verfügung gestellt. Eine zusätzliche Schutzhaube kann über die elektrische Antriebseinheit und die Hauptplatine geschoben werden, ohne Schäden befürchten zu müssen, da die Befestigungsstruktur auch als Schutzhülle und Führung bei der Montage dient.
Die erfindungsgemäße Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät wird im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten, nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Figur 1 zeigt eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuervorrichtung während der Montage.
Figur 2 zeigt eine perspektivische Darstellung des Haltelementes der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuervorrichtung aus Figur 1. Figur 3 zeigt eine perspektivische Darstellung des Platinenhalteelementes der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuervorrichtung aus Figur 1 mit eingesetzter Hauptplatine.
Figur 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Antriebs- und Steuervorrichtung gemäß der Figur 1 während des letzten Montageschritts.
Figur 5 zeigt eine perspektivische Darstellung der in Figur 4 enthaltenen Anschlussbox aus einem zu Figur 4 entgegengesetzten Blickwinkel.
Die erfindungsgemäße Antriebs- und Steuervorrichtung weist eine elektrische Antriebseinheit 10 auf, welche in vorliegendem Ausführungsbeispiel aus einem Elektromotor 12 mit daran angeschlossener Magnetkupplung 14 besteht, deren Antriebswelle durch ein Anschlussgehäuse 16 in einen Verdrängerraum einer Zahnradpumpe ragt, deren Antriebszahnrad auf der Antriebswelle befestigt ist.
An der Antriebseinheit 10 ist eine Befestigungsstruktur 18 mittels Schrauben 20 befestigt, die aus einem Befestigungselement 22, welches in Figur 2 dargestellt ist und einem Platinenhalteelement 24 besteht.
Das Befestigungselement 22 weist eine Verbindungsplatte 26 auf, von deren seitlichen Enden sich jeweils eine Seitenplatte 28 senkrecht zur Verbindungsplatte 26 und parallel zur jeweils anderen Seitenplatte 28 erstreckt. Die Verbindungsplatte 26 sowie die beiden Seitenplatten 28 umgeben entsprechend die Antriebseinheit 10 über einen axialen Abschnitt von drei Seiten. An den von der Verbindungsplatte 26 entfernten Enden der Seitenplatten 28 sind Führungsschienen 30 ausgebildet, die sich parallel zur Erstreckung der Verbindungsplatte 26 sowie parallel zur Mittelachse der Antriebseinheit 10 und senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Seitenplatten 28 von der Verbindungsplatte 26 aus betrachtet sowie vom Anschlussgehäuse 16 weg weisend erstrecken. Diese Führungsschienen 30 weisen an ihren vom Anschlussgehäuse 16 weg weisenden Enden eine dreieckige Ausnehmung 32 auf, so dass im unteren und oberen Bereich jeder Führungsschiene 30 eine Spitze 34 ausgebildet wird.
Eine Hauptplatine 36, welche sowohl zur Steuerung der Antriebseinheit 10 als auch zur elektronischen Auswertung der Messwerte des mit der Antriebseinheit verbundenen Durchflussmessgerätes geeignet sein kann, weist eine längliche Form mit zwei Längsseiten und zwei Querseiten auf. Am ersten Ende der Hauptplatine 36 erstreckt sich senkrecht zur Hauptplatine 36 entlang ihrer ersten Querseite eine Befestigungsplatte 38 mit zwei Bohrungen 40, durch welche Schrauben in Gewindebohrungen 44 des Anschlussgehäuses 16 geschraubt werden können. An der gegenüberliegenden, vom Anschlussgehäuse 16 entfernten Querseite erstreckt sich ebenfalls senkrecht zur Hauptplatine 36 das Platinenhalteelement 24, welches eine Anschlussplatte 46 aufweist, die parallel zur Befestigungsplatte 38 angeordnet ist. Die Anschlussplatte 46 weist eine Anschlussöffnung 48, die sich parallel zur Hauptplatine 36 erstreckt sowie zwei seitlich neben der schlitzförmigen Anschlussöffnung 48 angeordnete, sich senkrecht zur Hauptplatine 36 erstreckende längliche Öffnungen 50 auf, welche an ihrem oberen und unteren Ende vergrößert ausgebildet sind. Unmittelbar seitlich neben den Öffnungen 50 erstrecken sich zwei Stege 52 senkrecht zur Anschlussplatte 46 in Richtung zum Anschlussgehäuse 16 beziehungsweise zur Befestigungsplatte 38, die mit der Anschlussplatte 46 das Platinenhalteelement 24 bilden. Von der Befestigungsplatte 38 sowie von der Anschlussplatte 46 und den Stegen 52 erstrecken sich mehrere Haltestege 54 durch die Hauptplatine 36, über die diese mit der Befestigungsplatte 38 und dem Platinenhalteelement 24 zumindest formschlüssig verbunden ist.
Die Hauptplatine 36 weist an ihrem zur Anschlussplatte 46 gewandten Ende einen Stecker 56 auf, der als Flachstecker ausgebildet ist und unmittelbar gegen die Anschlussöffnung 48 anliegt, so dass ein Gegenstecker 58 für den Stecker 56 durch die Anschlussöffnung 48 in den Stecker 56 zur Herstellung einer elektrischen Verbindung gesteckt werden kann. An der gegenüberliegenden Seite der Hauptplatine 36 erstreckt sich ein weiteres Steckerelement 60 in Richtung des Anschlussgehäuses 16.
Die Montage erfolgt derart, dass zunächst das Befestigungselement 22 an der Antriebseinheit 10 angeschraubt wird und das Platinenhalteelement 24 sowie die Befestigungsplatte 38 mit der Hauptplatine 36 über die Haltestege 54 verbunden werden. Die Hauptplatine 36 wird im Folgenden axial von der zum Anschlussgehäuse 16 gegenüberliegenden Seite auf die Führungsschienen 30 in Richtung des Anschlussgehäuses 16 geschoben. Dabei liegen die Stege 52 von außen gegen die Führungsschienen 30 an und die Hauptplatine 36 von unten gegen die Führungsschienen 30, so dass eine allseits geführte axiale Bewegung erzielt wird. Beim Weiterschieben der Hauptplatine 36 gelangen die Spitzen 34 der Führungsschienen 30 zu den Öffnungen 50, welche an ihrem oberen und unteren Ende einen vergrößerten Öffnungsquerschnitt aufweisen, so dass die Spitzen 34 ohne größeren Widerstand in die Öffnungen 50 einfädeln, während der übrige Öffnungsquerschnitt der Öffnungen 50 dem Querschnitt der Führungsschienen 30 entspricht. Die Hauptplatine 36 wird nun weiter in Richtung des Anschlussgehäuses geschoben bis die Befestigungsplatte 38 gegen das Anschlussgehäuse 16 anliegt und dort verschraubt werden kann und das Steckerelement 60 durch eine Bohrung 62 im Anschlussgehäuse zu einer weiteren Platine ragt, auf der beispielsweise ein Stellungssensor eines Kolbens eines Durchflussmessgerätes angeordnet sein kann. Diese Einsteckbewegung ist durch die Auflage der Führungsschienen 30 auf der Hauptplatine 36 sowie die korrespondierende Form der Öffnungen 50 zum Querschnitt der Führungsschienen 30 vollständig geführt. Auch die Anlage der Befestigungsplatte 38 am Anschlussgehäuse ist eindeutig definiert, so dass die Hauptplatine bei der Befestigung nicht gehalten werden muss. In diesem Zustand ragen die Enden der Führungsschienen 30 deutlich über die Anschlussplatte 46 hinaus. Eine Bewegung der Hauptplatine 36 zur Antriebseinheit 10 ist nicht mehr möglich.
Nach diesen Montageschritten wird eine Abdeckhaube 64 über die Antriebs- und Steuereinheit und gegen das Anschlussgehäuse 16 geschoben, welche an einer von dem Anschlussgehäuse 16 abgewandten Wandfläche 66 zumindest eine Ausnehmung 68 aufweist, durch die die Enden der Führungsschienen 30 ragen und durch welche der Stecker 56 zugänglich ist.
Von außen können im Folgenden je nach Bauart der Antriebseinheit 10 und des Durchflussmessgerätes mehrere weitere Platinen 70 über den Stecker 56 mit der Hauptplatine 36 verbunden werden und die Hauptplatine 36 und gegebenenfalls der Elektromotor 12 mit Strom versorgt werden. Hierzu wird eine Anschlussbox 72 verwendet, in der diese Platinen 70 angeordnet sind und an deren zur Hauptplatine 36 weisenden Ende der Gegenstecker 58 aus einem Gehäuse 74 der Anschlussbox 72 ragt. Zusätzlich sind auch an der Anschlussbox 72 zwei Positionierungsöffnungen 76 ausgebildet, die entsprechend zu den Führungsschienen 30 angeordnet und geformt sind, so dass die Anschlussbox 72 zur Vorfixierung und richtigen Ausrichtung zum Stecker 56 auf die Enden der Führungsschienen 30 geschoben werden kann. Eine gegen die axial begrenzende Wandfläche 66 der Haube 64 anliegende Flanschfläche 78, aus der auch der Gegenstecker 58 ragt und in der die Positionierungsöffnungen 76 ausgebildet sind, steht seitlich über die Anschlussbox 72 über und weist in diesem überstehenden Bereich zwei Bohrungen 80 auf, über die die Anschlussbox 72 an der Abdeckhaube 64 festgeschraubt wird.
Von der von vier Seiten im montierten Zustand frei zugänglichen Anschlussbox 72 können sich nach außen weitere elektrische Kontaktierungselemente nach außen erstrecken, über die die weiteren Platinen 70 angeschlossen und mit Strom versorgt werden können.
Die beschriebene Antriebs- und Steuervorrichtung ist einfach zu montieren. Insbesondere werden Montagefehler zuverlässig vermieden. Die Hauptplatine ist fest in der Antriebs- und Steuereinheit und unter der Abdeckhaube geschützt positioniert und dennoch zur elektrischen Kontaktierung einfach zugänglich, um weitere elektrische Verbindungen herzustellen oder externe Geräte und Platinen zur intelligenten Steuerung anzuschließen. Es wird eine zuverlässige Führung zur festen Positionierung der Hauptplatine in einem umgebenden Gehäuse und gleichzeitig eine Führung externer anzuschließender Geräte zur Verfügung gestellt. Die zusätzlich über die Antriebseinheit und die Hauptplatine geschobene Abdeckhaube kann, ohne Schäden befürchten zu müssen, übergeschoben werden, da die Befestigungsstruktur auch als Schutzhülle und Führung bei der Montage dient.
Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel begrenzt ist, sondern verschiedene Modifikationen innerhalb des Schutzbereichs des Hauptanspruchs möglich sind. Die Antriebs- und Steuereinheit kann insbesondere für verschiedene Anwendungen genutzt werden. Auch ist es denkbar, die Befestigungsstruktur und hier insbesondere das Platinenhalteelement anders auszuführen. So können beispielsweise die Befestigungsplatte und/oder die Anschlussplatte als sich von einer Grundplatte, auf der die Hauptplatine aufliegt, erstreckend ausgebildet werden. Weitere andersartige konstruktive Ausgestaltungen sind ebenfalls denkbar.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät mit einer elektrischen Antriebseinheit (10), einem Anschlussgehäuse (16), das mit der elektrischen Antriebseinheit (10) verbunden ist, einer Hauptplatine (36), einer Befestigungsstruktur (18), mittels derer die Hauptplatine (36) zur elektrischen Antriebseinheit (10) positioniert ist, wobei die Befestigungsstruktur (18) ein Befestigungselement (22) aufweist, an dem die elektrische Antriebseinheit (10) befestigt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Befestigungsstruktur (18) zumindest ein Platinenhalteelement (24) aufweist, an dem die Hauptplatine (36) befestigt ist und welches zur Positionierung auf am Befestigungselement (22) ausgebildete Führungsschienen (30) aufgeschoben ist.
2. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Befestigungselement (22) eine Verbindungsplatte (26) aufweist, von dessen seitlichen Enden sich zwei Seitenplatten (28) parallel zueinander erstrecken, an deren von der Verbindungsplatte (26) abgewandten Enden sich die Führungsschienen (30) vom Anschlussgehäuse (16) weg weisend und abgewinkelt zu den Seitenplatten (28) parallel zueinander erstrecken.
3. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die elektrische Antriebseinheit (10) zwischen den Seitenplatten (28) befestigt ist.
4. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Platinenhalteelement (24) eine Anschlussplatte (46) aufweist, die sich von der Hauptplatine (36) senkrecht zur Hauptplatine (36) in Richtung der Antriebseinheit (10) erstreckt und in der zwei Öffnungen (50) ausgebildet sind, die korrespondierend zu den Führungsschienen (30) geformt sind, welche durch die Öffnungen (50) gesteckt sind.
5. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Platinenhalteelement (24) Haltestege (54) aufweist, die die Hauptplatine (36) durchdringen und über die die Hauptplatine (36) am Platinenhalteelement (24) befestigt ist.
6. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Anschlussplatte (46) eine Anschlussöffnung (48) aufweist, welche derart korrespondierend zu einem unmittelbar hinter der Anschlussöffnung (48) ausgebildeten Stecker (56) geformt ist, dass durch die Anschlussöffnung (48) eine elektrische Kontaktierung zum Stecker (56) herstellbar ist.
7. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich parallel zur Anschlussplatte (46) eine Befestigungsplatte (38) erstreckt, die an der Hauptplatine (36) befestigt ist und welche nach dem Aufschieben auf die Führungsschienen (30) am Anschlussgehäuse (16) festschraub bar ist.
8. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
sich von der Anschlussplatte (46) neben den Öffnungen (50) zur Aufnahme der Führungsschienen (30) zwei im zusammengebauten Zustand parallel zu den Führungsschienen (30) verlaufende Stege (52) erstrecken.
9. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anschlussbox (72), die eine oder mehrere Platinen (70) aufnimmt, einen zum Stecker (56) der Hauptplatine (36) und zur Anschlussöffnung (48) des Platinenhalteelementes (24) korrespondierenden Gegenstecker (58) und zwei Positionierungsöffnungen (76) aufweist, über die die Anschlussbox (72) mittels der durch die Öffnungen (50) der Anschlussplatte (46) des Platinenhalteelementes (24) ragenden Enden der Führungsschienen (30) zum Platinenhalteelement (24) positioniert ist.
10. Antriebs- und Steuervorrichtung für ein Durchflussmessgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
an den durch die Öffnungen (50) der Anschlussplatte (46) ragenden Enden der Führungsschienen (30) ein oder mehrere Spitzen (34) ausgebildet sind und die korrespondierenden Öffnungen (50) der Anschlussplatte (46) und/oder die korrespondierenden Positionierungsöffnungen (76) der Anschlussbox (72) in Höhe der Spitzen (34) einen im Vergleich zur Ausdehnung der Spitzen (34) vergrößerten Öffnungsquerschnitt aufweisen, während der übrige Öffnungsquerschnitt der Öffnungen (50) und/oder Positionierungsöffnungen (76) dem Querschnitt der Führungsschienen (30) entspricht.
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