EP3530959A1 - Pumpenaggregat - Google Patents
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- EP3530959A1 EP3530959A1 EP18157883.2A EP18157883A EP3530959A1 EP 3530959 A1 EP3530959 A1 EP 3530959A1 EP 18157883 A EP18157883 A EP 18157883A EP 3530959 A1 EP3530959 A1 EP 3530959A1
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Classifications
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- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
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- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
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- F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
- F04D13/068—Battery powered
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- F04D29/426—Casings; Connections of working fluid for radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps
Definitions
- the invention relates to a pump unit, in particular a Walkerungsumsammlunglzpumpenaggregat, with a centrifugal pump, with a centrifugal pump driving electric motor and arranged in an electronics housing control electronics, which has at least one equipped with electronic components circuit board.
- Such pump units count in many variants of the prior art, it is in this context only by way of example referenced by the Grundfos Group under the type name Alpha2 circulating pump for the application areas heating, cooling and hot water.
- This pump unit has an electronics housing, which includes an electronic frequency converter, which forms part of the control electronics of the pump unit and has at least one equipped with electronic components circuit board, which is equipped with a microcontroller and other components.
- the electronics are constructed of a plurality of sandwich-mounted printed circuit boards, the electronic components arranged thereon are arranged according to the spatial, structural and thermal requirements.
- the electronics installed in such pump units today is highly complex and has at least one microcontroller which, in addition to the actual control function, also fulfills further functions, eg. B. to ensure a possible automatic adjustment of the operating point of the pump to the hydraulic environment.
- control electronics has nonvolatile memory, the content of which is maintained when the power supply is switched off, there are components which, in order to ensure their functionality, also have to be supplied with power, even if the power supply of the pump unit is interrupted for a long time, such as this
- power supply of the pump unit is interrupted for a long time, such as this
- the invention is based on the object, a generic pump unit in such a way that at least partial functions of its control electronics are maintained even when the supply voltage is switched off for as long as possible.
- the pump unit according to the invention which is in particular a Schuungsumicalzpumpenaggregat, has a preferably wet-running centrifugal pump, an electric motor driving the centrifugal pump and arranged in an electronics housing control electronics, which has at least one equipped with electronic components circuit board.
- a battery is arranged in the electronics housing, which is arranged in a arranged on the circuit board and at least one side open battery holder, wherein the battery in installation position of the circuit board to the open side of the battery holder by a positive connection element is positively secured or materially secured in the battery holder against falling out.
- the basic idea of the invention is to provide a battery for buffering the power supply of parts of the control electronics which is arranged on a printed circuit board, which however is not fastened and electrically connected to the printed circuit board by means of soldering tags as in comparable applications in electronic control systems, but in a special way arranged for this battery holder is arranged, which is open at least on one side to insert the battery in this and which is positively closed in the installed position on its open side by a positive locking element including the battery or at the battery cohesively in the battery holder against falling out is secured.
- the battery holder is therefore primarily for manufacturing particularly convenient mounting technology attaching the battery using the tight spatial Conditions of the electronics housing.
- the battery can be materially secured in the battery holder against falling out, z. B. by introducing a corresponding hot melt adhesive or other adhesive, but the positive locking by a positive locking element is particularly advantageous because it requires no additional steps in the assembly process.
- the battery is advantageously designed as a button cell and arranged with their flat sides parallel to the circuit board in the battery holder. This results in a particularly compact, in particular flat construction.
- the battery is thus not to be arranged in the areas in which high-build electronic components such as capacitors, coils or the like are arranged, but in the areas in which the microelectronics, in particular the microcontroller and the here typically flat-building electronic components such as resistors and the like are provided.
- This area is preferred for the arrangement of the battery, as it thermally and voltage less loaded than the rest of the control electronics, where the power electronics is arranged.
- the arrangement of the battery holder is determined, which thus also is parallel to the circuit board and can be surface-soldered with their contacts, which also form the mechanical anchoring, so in one operation with other on the circuit board to be arranged electronic components.
- the battery holder is designed to be open to a narrow side perpendicular to the circuit board, so that the battery can be inserted parallel to the printed circuit board in this.
- This arrangement has great advantages especially in the further handling of the printed circuit board, since only care must be taken that the open side of the battery holder does not point downwards but to the side or upwards to ensure that the battery slides out.
- the positive-locking element is not on the circuit board on which the battery holder is seated with the battery, but an opening in the circuit board, and that is penetrated by the opening of the battery holder by a positive locking element to so at least partially obstruct the open narrow side of the battery holder so far that the battery is positively secured in the battery holder.
- the interlocking element can advantageously be formed pin-shaped and attached to another component, for. B. advantageously be arranged a cover which closes the electronics housing.
- a pin can also be provided on the component which adjoins the other side, that is to say a further printed circuit board or the like.
- the positive locking element which closes the opening of the battery holder, part of a clip connection, the other part is formed by the opening in the circuit board.
- the pin, which passes through the opening thus has a double function, it passes through the circuit board and closes the opening of the battery holder form-fitting and also serves to hold and secure the circuit board itself on the lid or the lid on the circuit board.
- the clip attachment of the components thus allows that they are connected by simple assembly these firm and positive.
- the form-fitting element ie preferably a through-opening in the circuit board passing through pin, integrally formed with the lid as a plastic injection molded part, as well as the rest of the housing of the electronics housing, which can also form part of the motor housing.
- the lid is pot-shaped, it can suitably receive the printed circuit board in a form-fitting manner and carry in the region of its bottom display and controls and complete a tubular part of the electronics housing.
- the lid is preferably welded to the electronics housing, so that it is hermetically sealed, even if the electronics housing forms part of the motor housing or is integrally formed with the motor housing and is separated by a transverse wall of this, as in the introductory said prior art is realized.
- motor and electronics housing can be formed from a common plastic injection molded part, the electronics housing is completely separated by the transverse wall of the motor housing and can be hermetically sealed by the final cover.
- This welded connection for closing the electronics housing ensures a hermetic closure of the electronics housing with the printed circuit boards and components arranged therein. Control elements and displays are provided on the cover side and are typically hermetically sealed and protected from the outside by a film.
- the battery holder is basically provided for a replacement of the battery, but that in the above-described embodiment of the pump unit such an exchange is not provided, the arrangement of the battery in a battery holder essentially manufacturing and assembly technical purposes serves as well as a secure contact.
- the battery holder is typically provided with at least one, preferably two spring contacts, which hold the battery non-positively within the holder and press in the direction of the circuit board. These springs serve both the contacting and the application of force. If the battery holder, which is advantageous, is made of conductive metal, then the button cell is contacted to one side by the battery holder itself, which is surface soldered on the circuit board, both for attachment and for contacting, whereas contacting the other side of the Flat battery via the circuit board itself. For this purpose, it is advantageous between a flat contact on the circuit board and the battery arranged a carbon consisting fleece, which ensures a long-term stable contact between the components and has a low contact resistance.
- the tubular part of the electronics housing on another equipped with electronic components circuit board, which is electrically connected via contacts with mating contacts of the first circuit board, which carries the battery holder with the battery, and is separated by the way by an interposed insulating film.
- This further printed circuit board carries the bulky electronic components and power components of the frequency converter of the control electronics.
- the electronics housing in particular the battery holder carrying the battery circuit board to an electronic real-time clock, which is buffered by the battery, so even when the power supply of the pump unit is ensured that the real-time clock continues to run. In this way, even time intervals can be detected by the control electronics, which are outside the operating times of the pump unit.
- the opening in the printed circuit board is arranged approximately in the middle thereof. In this way, a bending moment on the circuit board, which can be caused by actuation of a membrane key formed in the lid, be kept small. By this arrangement, the force required for the moment load force arm can be kept small.
- Pump unit shown has a pump with a pump housing 1, which in a conventional manner has a suction port 2 and a pressure port 3 and a pump chamber for receiving a in the Fig. 1 invisible impeller, which is arranged at the end of a rotor 4 which is rotatably mounted in a bearing plate 5, which closes off the pump chamber of the pump housing 1 and rests on a sealing ring 6 on the flange 7 of a split tube 8, which the pump room with the in operation located liquid with respect to the surrounding engine compartment, which has a gap surrounding the tube 8 9, which is arranged in a motor housing 10, which is firmly and tightly connected to the pump housing 1, including the bearing plate 5, the seal 6 and the flange 7.
- an electronics housing 11 which is formed as a plastic injection molded part and is hermetically sealed by a lid 12 also formed of plastic, which is tightly and firmly connected by welding to the tubular part of the electronics housing.
- the electronics housing 11 is tubular and has a motor housing 10 circumferentially cross-part, which has transversely arranged ventilation slots 13 and is separated by a transverse wall 14 of the actual electronics housing 11.
- This electronics housing 11 also forms the terminal box of the pump unit and has a coupling connection 15 which is provided for receiving a corresponding connector plug, with which the pump unit is connected to the power supply.
- first circuit board 16 which is incorporated within the cup-shaped lid 12, which is electrically insulated by an insulating film 17 from a second circuit board 18, with which it is electrically conductively connected via corresponding pin contacts.
- the second circuit board 18 carries the input, intermediate and power circuit of a frequency converter, according large components such as capacitors, coils and power semiconductors are arranged on this circuit board 18, on the motor housing 10, d. H. to the transverse wall 14 facing side of the circuit board.
- the first circuit board 16 carries the actual control electronics of the pump and is equipped for this purpose in a conventional manner with microcontrollers, flash memory, radio modules, antennas and the like.
- the first circuit board 16 also carries all display and controls, which are visible or accessible through the lid 12, which is completed by a protective film 19 to the outside.
- the first circuit board 16 carries on the side facing the bottom of the lid 12, the display and controls. On the other, so the insulating film 17 and the second printed circuit board 18 side facing this circuit board 16 carries as in the FIG. 3 shown next to a microcontroller 20 and other miniaturized electronic components centrally a battery holder 21, for a battery 22 in the form of a button cell.
- the battery holder 21 is formed of conductive sheet metal and has a printed circuit board parallel flat side 23, in which two spring contacts 24 are arranged, which hold the battery 22 frictionally between the battery holder 21 and the top of the circuit board 16 and simultaneously contact one side.
- the battery holder 21 has on its two flat longitudinal sides in each case a contact foot 25, with which it is surface-soldered on the circuit board 16, on the one hand to attach the battery holder 21 mechanically on the circuit board 16 and on the other to the plus side of the battery 22, which of the spring contacts 24 is contacted, corresponding electrically connected to a conductor of the circuit board 16.
- the other contact of the battery 22, which is in the installed position according to Fig. 4 on the underside, that is facing the printed circuit board 16, is electrically connected by means of a carbon nonwoven directly to a contact on the circuit board.
- the battery holder 21 is designed to be open to its narrow transverse sides, wherein it is formed partially closed by obliquely extending sheet metal sections 26, wherein these sheet metal sections 26 formed by bending out of the main body and arranged so that they are inserted in the battery holder 21 battery 22nd largely free of play.
- downwardly directed side of the battery holder 21 is formed open to the battery 22 in the battery holder 21 to insert, as long as the circuit board 16 is not yet mounted in the lid 12.
- the battery 22 is thus parallel to the circuit board by the in Fig. 4 inserted lower opening in the battery holder 21, wherein the spring contacts 24 are tensioned and hold the battery frictionally within the holder and contact.
- the button cell 22 lies peripherally against the sheet metal sections 26 and is laterally guided by the longitudinal sides, which are likewise formed by sheet metal sections.
- the first circuit board 16 can be moved and handled in all directions without the risk that the battery 22 through the opening at the in Fig. 4 lower narrow side falls out.
- This circuit board 16 is then in the cup-shaped Lid 12 inserted by aligned by guide pin 27 as intended and disposed within the lid 12.
- a slot-shaped recess 28 is provided, directly adjacent to the battery holder 21, in front of the opening of its narrow side.
- an inwardly projecting rectangular cross-section pin 29 is formed, which passes through the recess 28 when inserting the first circuit board 16 in the cover 12 and then closes the opening of the battery holder 21 positively, and thus independent of the force of the spring contacts 24 ensures that the battery 22 is positively held on all sides within the battery holder 21 in the intended position on the circuit board 16.
- the pin 29 has at its end a wedge surface 30, which forms a clip connection in conjunction with the edge of the recess 28 and ensures that this pin 29 is deflected when placing the circuit board 16 in the lid 12 and then at the end of this inclined surface 30th to spring back and thus the circuit board 16 positively hold within the lid 12.
- the first circuit board 16 is connected to the second circuit board 18 through corresponding plug contacts, after which the lid 12 is inserted with its also to the electronics housing 11 projecting tabs 31 in the electronics housing 11 and then circumferentially welded thereto.
- the tabs 31 serve to guide the lid when integrating into the electronics housing 11.
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft ein Pumpenaggregat, insbesondere ein Heizungsumwälzpumpenaggregat, mit einer Kreiselpumpe, mit einem die Kreiselpumpe antreibenden Elektromotor und mit einer in einem Elektronikgehäuse angeordneten Steuerelektronik, welche mindestens eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte aufweist.
- Derartige Pumpenaggregate zählen in zahlreichen Ausführungsvarianten zum Stand der Technik, es wird in diesem Zusammenhang nur beispielhaft auf die vom Grundfos-Konzern unter der Typenbezeichnung Alpha2 vertriebene Umwälzpumpe für die Anwendungsbereiche Heizen, Kühlen und Warmwasser verwiesen. Dieses Pumpenaggregat weist ein Elektronikgehäuse auf, welches einen elektronischen Frequenzumrichter umfasst, der Teil der Steuerelektronik des Pumpenaggregats bildet und mindestens eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte aufweist, welche mit einem Mikrocontroller und weiteren Bauteilen bestückt ist. Die Elektronik ist dabei aus mehreren sandwichartig aufeinander angeordneten Leiterplatten aufgebaut, wobei die darauf angeordneten elektronischen Bauteile den räumlichen, baulichen und wärmetechnischen Anforderungen entsprechend angeordnet sind. Die in solchen Pumpenaggregaten heutzutage verbaute Elektronik ist hoch komplex und weist mindestens einen Mikrocontroller auf, der neben der eigentlichen Steuerfunktion auch weitere Funktionen erfüllt, z. B. um eine möglichst selbsttätige Anpassung des Betriebspunktes der Pumpe an die hydraulische Umgebung zu gewährleisten.
- Auch wenn die Steuerelektronik nichtflüchtigen Speicher aufweist, dessen Inhalt beim Ausschalten der Stromversorgung erhalten bleibt, so gibt es doch Bauteile, die um ihre Funktionalität zu gewährleisten, auch weiter stromversorgt werden müssen, auch wenn die Stromversorgung des Pumpenaggregates über längere Zeit unterbrochen ist, wie dies beispielsweise bei Heizungsumwälzpumpenaggregaten typischerweise außerhalb der Heizperiode der Fall ist. Es wird in diesem Zusammenhang nur beispielhaft auf Baugruppen wie beispielsweise eine elektronische Echtzeituhr oder eine Baugruppe zur Temperaturerfassung außerhalb der Heizperiode hingewiesen.
- Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Pumpenaggregat so auszubilden, dass zumindest Teilfunktionen seiner Steuerelektronik auch bei abgeschalteter Versorgungsspannung über eine möglichst lange Zeit erhalten bleiben.
- Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
- Das erfindungsgemäße Pumpenaggregat, welches insbesondere ein Heizungsumwälzpumpenaggregat ist, weist eine vorzugsweise nasslaufende Kreiselpumpe auf, einen die Kreiselpumpe antreibenden Elektromotor und eine in einem Elektronikgehäuse angeordnete Steuerelektronik, welche mindestens eine mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte aufweist. Gemäß der Erfindung ist in dem Elektronikgehäuse eine Batterie angeordnet, welche in einer auf der Leiterplatte angeordneten und mindestens einseitig offenen Batteriehalterung angeordnet ist, wobei die Batterie in Einbaulage der Leiterplatte zu der offenen Seite der Batteriehalterung durch ein Formschlusselement formschlüssig oder stoffschlüssig in der Batteriehalterung gegen Herausfallen gesichert ist.
- Grundgedanke der Erfindung ist es, zur Pufferung der Stromversorgung von Teilen der Steuerelektronik eine Batterie vorzusehen, welche auf einer Leiterplatte angeordnet ist, die jedoch nicht wie bei vergleichbaren Anwendungen in elektronischen Steuerungen mittels Lötfahnen auf der Leiterplatte befestigt und elektrisch verbunden ist, sondern in einer eigens dafür vorgesehenen Batteriehalterung angeordnet ist, welche mindestens einseitig offen ist, um die Batterie in diese einfügen zu können und welche in Einbaulage an ihrer offenen Seite durch ein Formschlusselement unter Einschluss der Batterie formschlüssig verschlossen ist oder aber bei der die Batterie stoffschlüssig in der Batteriehalterung gegen Herausfallen gesichert ist. Auch wenn zumindest bei formschlüssiger Sicherung ein Austausch der Batterie aus der Batteriehalterung denkbar ist, so ist bei der vorgesehenen Anwendung ein Austausch der Batterie nicht vorgesehen, die Batteriehalterung dient also in erster Linie zur fertigungs- insbesondere montagetechnisch günstigen Anbringung der Batterie unter Nutzung der engen räumlichen Gegebenheiten des Elektronikgehäuses. Zwar kann die Batterie stoffschlüssig in der Batteriehalterung gegen Herausfallen gesichert werden, z. B. durch Einbringen eines entsprechenden Schmelzklebers oder anderen Klebstoffes, doch ist die formschlüssige Sicherung durch ein Formschlusselement besonders vorteilhaft, da sie im Montageprozess keine zusätzlichen Schritte erfordert.
- Die Batterie ist vorteilhaft als Knopfzelle ausgebildet und mit ihren Flachseiten leiterplattenparallel in der Batteriehalterung angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein besonders kompakter, insbesondere flacher Aufbau. Die Batterie ist somit nicht in den Bereichen anzuordnen, in denen hochbauende elektronische Bauteile wie beispielsweise Kondensatoren, Spulen oder dergleichen angeordnet sind, sondern in den Bereichen, in welchen die Mikroelektronik, insbesondere die Mikrocontroller und die hier typischerweise flachbauenden elektronischen Bauteile wie Widerstände und dergleichen vorgesehen sind. Dieser Bereich ist für die Anordnung der Batterie bevorzugt, da er thermisch und spannungsmäßig weniger belastet als der übrige Teil der Steuerelektronik ist, wo die Leistungselektronik angeordnet ist. Damit ist auch die Anordnung der Batteriehalterung bestimmt, welche somit ebenfalls leiterplattenparallel liegt und mit ihren Kontakten, welche zugleich auch die mechanische Verankerung bilden, oberflächengelötet werden können, also in einem Arbeitsgang mit anderen auf der Leiterplatte anzuordnenden elektronischen Bauteilen.
- Vorteilhaft ist die Batteriehalterung zu einer Schmalseite senkrecht zur Leiterplatte offen ausgebildet, sodass die Batterie leiterplattenparallel in diese eingeschoben werden kann. Diese Anordnung hat insbesondere bei der weiteren Handhabung der Leiterplatte große Vorteile, da lediglich dafür Sorge getragen werden muss, dass die offene Seite der Batteriehalterung nicht nach unten sondern zur Seite oder nach oben weist, um ein Herausgleiten der Batterie sicherzustellen.
- Dabei ist gemäß einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Formschlusselement nicht auf der Leiterplatte, auf welcher die Batteriehalterung mit der Batterie sitzt, angeordnet ist, sondern eine Durchbrechung in der Leiterplatte, und zwar vor der Öffnung der Batteriehalterung durch ein Formschlusselement durchsetzt wird, um so die offene Schmalseite der Batteriehalterung zumindest teilweise so weit zu versperren, dass die Batterie formschlüssig in der Batteriehalterung gesichert ist.
- Die Anordnung dieses Formschlusselementes getrennt von der Leiterplatte hat den großen Vorteil, dass die Öffnung der Batteriehalterung bei geeigneter Anbringung des Formschlusselementes in den normalen Montageprozess des Pumpenaggregates eingegliedert werden kann ohne hier einen gesonderten Handhabungsvorgang vorsehen zu müssen.
- Hierzu kann das Formschlusselement vorteilhaft zapfenförmig ausgebildet sein und an einem weiteren Bauteil, z. B. vorteilhaft einem Deckel angeordnet sein, welcher das Elektronikgehäuse verschließt. Alternativ kann ein solcher Zapfen auch an dem zur anderen Seite daran anschließenden Bauteil, also einer weiteren Leiterplatte oder dgl. vorgesehen sein. Somit ergibt sich bei der Montage des Elektronikgehäuses selbsttätig der formschlüssige Abschluss der Batteriehalterung, wenn nämlich beim Aufeinandersetzen der Bauteile, d. h. des Bauteils, welches den Zapfen trägt und der Leiterplatte, auf welcher die Batteriehalterung angeordnet ist, der Zapfen in den Bereich vor die Öffnung der Batteriehalterung gelangt und diese somit formschlüssig versperrt. Es versteht sich, dass dieser Zapfen nur dann eine Durchbrechung in der Leiterplatte durchsetzen muss, wenn er von einem Bauteil an der Seite absteht, welche rückseitig zu der Leiterplatte angeordnet ist, welche die Batteriehalterung trägt.
- Vorteilhaft ist dabei das Formschlusselement, welches die Öffnung der Batteriehalterung verschließt, Teil einer Klippverbindung, deren anderer Teil durch die Durchbrechung in der Leiterplatte gebildet ist. Der Zapfen, welcher die Durchbrechung durchsetzt, hat somit eine doppelte Funktion, er durchsetzt die Leiterplatte und verschließt die Öffnung der Batteriehalterung formschlüssig und dient gleichzeitig zum Halten und Befestigen der Leiterplatte selbst am Deckel bzw. des Deckels an der Leiterplatte. Die Klippbefestigung der Bauteile ermöglicht somit, dass durch einfaches Zusammenfügen diese fest und formschlüssig miteinander verbunden sind.
- Dabei ist das Formschlusselement, also bevorzugt ein die Durchbrechung in der Leiterplatte durchsetzender Zapfen, einstückig mit dem Deckel als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet, ebenso wie das übrige Gehäuse des Elektronikgehäuses, welches auch Teil des Motorgehäuses bilden kann.
- Wenn, was vorteilhaft ist, der Deckel topfförmig ausgebildet ist, so kann dieser zweckmäßigerweise die Leiterplatte formschlüssig aufnehmen und im Bereich seines Bodens Anzeige- und Bedienelemente tragen und einen rohrförmigen Teil des Elektronikgehäuses abschließen.
- Dabei wird der Deckel vorzugsweise mit dem Elektronikgehäuse verschweißt, sodass dieses hermetisch abgeschlossen ist, auch wenn das Elektronikgehäuse Teil des Motorgehäuses bildet oder einstückig mit dem Motorgehäuse ausgebildet ist und durch eine Querwand von diesem getrennt ist, wie dies auch bei dem einleitend genannten Stand der Technik realisiert ist. Eine solche Konstruktion ist besonders günstig, da dann Motor- und Elektronikgehäuse aus einem gemeinsamen Kunststoffspritzgussteil gebildet sein können, das Elektronikgehäuse durch die Querwand vollständig vom Motorgehäuse getrennt ist und durch den abschließenden Deckel hermetisch verschlossen werden kann. Diese Schweißverbindung zum Verschließen des Elektronikgehäuses sorgt für einen hermetischen Verschluss des Elektronikgehäuses mit den darin angeordneten Leiterplatten und Bauteilen, Bedienelemente und Anzeigen sind deckelseitig vorgesehen und typischerweise nach außen hin durch eine Folie hermetisch abgeschlossen und geschützt.
- Es sei an dieser Stelle betont, dass die Batteriehalterung zwar grundsätzlich für einen Austausch der Batterie vorgesehen ist, dass jedoch bei der vorbeschriebenen Ausgestaltung des Pumpenaggregats ein solcher Austausch nicht vorgesehen ist, die Anordnung der Batterie in einer Batteriehalterung im Wesentlichen fertigungs- und montagetechnischen Zwecken dient sowie einer sicheren Kontaktierung.
- Die Batteriehalterung ist typischerweise mit mindestens einem, vorzugsweise zwei Federkontakten versehen, welche die Batterie kraftschlüssig innerhalb der Halterung halten und in Richtung zur Leiterplatte drücken. Dabei dienen diese Federn sowohl der Kontaktierung als auch der Kraftbeaufschlagung. Wenn die Batteriehalterung, was vorteilhaft ist, aus leitendem Blech gefertigt ist, dann erfolgt die Kontaktierung der Knopfzelle zu einer Seite durch die Batteriehalterung selbst, welche auf der Leiterplatte oberflächengelötet ist, sowohl zur Befestigung als auch zur Kontaktierung, wohingegen die Kontaktierung der anderen Seite der Flachbatterie über die Leiterplatte selbst erfolgt. Hierzu ist vorteilhaft zwischen einem Flachkontakt auf der Leiterplatte und der Batterie ein aus Kohlenstoff bestehendes Vlies angeordnet, welches einen langzeitstabilen Kontakt zwischen den Bauteilen gewährleistet und einen geringen Übergangswiderstand aufweist.
- Vorteilhaft weist der rohrförmige Teil des Elektronikgehäuses eine weitere mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte auf, welche über Kontakte mit Gegenkontakten der ersten Leiterplatte, welche die Batteriehalterung mit der Batterie trägt, elektrisch leitend verbunden ist und im Übrigen durch eine dazwischen angeordnete Isolationsfolie getrennt ist. Diese weitere Leiterplatte trägt die großbauenden elektronischen Bauteile sowie Leistungsbauteile des Frequenzumrichters der Steuerelektronik.
- Somit ist im Elektronikgehäuse eine gute elektrische und thermische Trennung der Bauteile gewährleistet, sodass sichergestellt ist, dass die Batterie und die daneben angeordnete Mikroelektronik vor hohen Spannungen und unzulässig hohen Wärmeinflüssen geschützt ist.
- Vorteilhaft weist das Elektronikgehäuse, insbesondere die die Batteriehalterung mit der Batterie tragende Leiterplatte eine elektronische Echtzeituhr auf, welche durch die Batterie gepuffert ist, sodass auch bei abgeschalteter Stromversorgung des Pumpenaggregates sichergestellt ist, dass die Echtzeituhr weiterläuft. Auf diese Weise können durch die Steuerelektronik selbst Zeitintervalle erfasst werden, welche außerhalb der Betriebszeiten des Pumpenaggregates liegen.
- Besonders vorteilhaft ist es, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung die Durchbrechung in der Leiterplatte etwa in der Mitte derselben angeordnet ist. Hierdurch kann ein Biegemoment auf die Leiterplatte, welches durch Betätigung einer im Deckel ausgebildeten Folientaste hervorgerufen werden kann, klein gehalten werden. Durch diese Anordnung kann der für die Momentenbelastung wesentliche Kraftarm klein gehalten werden.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- ein erfindungsgemäßes Pumpenaggregat in Explosionsdarstellung,
- Fig. 2
- das Elektronikgehäuse des Pumpenaggregats gemäß
Fig. 1 in Explosionsdarstellung aus gegenüberFig. 1 entgegengesetzter Richtung, - Fig. 3
- in vergrößerter Darstellung den Deckel und die darin eingegliederte Leiterplatte in vergrößerter Darstellung entsprechend
Fig. 2 , - Fig. 4
- in vergrößerter perspektivischer Darstellung die in den Deckel eingegliederte Leiterplatte und
- Fig. 5
- den Deckel mit eingegliederter Leiterplatte in Darstellung gemäß
Fig. 4 mit in den Batteriehalter eingesetzter Batterie. - Das anhand der
Fig. 1 dargestellte Pumpenaggregat weist eine Pumpe mit einem Pumpengehäuse 1 auf, welches in üblicher Weise einen Sauganschluss 2 und einen Druckanschluss 3 aufweist sowie einen Pumpenraum zur Aufnahme eines in derFig. 1 nicht sichtbaren Kreiselrades, welches am Ende eines Rotors 4 angeordnet ist, der in einer Lagerplatte 5 drehbar gelagert ist, welche den Pumpenraum des Pumpengehäuses 1 abschließt und über einen Dichtring 6 am Flansch 7 eines Spaltrohrs 8 anliegt, welches den Pumpenraum mit der darin in Betrieb befindlichen Flüssigkeit gegenüber dem umgebenden Motorraum trennt, welcher einen das Spaltrohr 8 umgebenden Stator 9 aufweist, der in einem Motorgehäuse 10 angeordnet ist, welches unter Einschluss der Lagerplatte 5, der Dichtung 6 und des Flansches 7 fest und dicht mit dem Pumpengehäuse 1 verbunden ist. - An das Motorgehäuse 10 schließt zu der von der Pumpe abgewandten Seite ein Elektronikgehäuse 11 an, welches als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist und durch einen ebenfalls aus Kunststoff gebildeten Deckel 12 hermetisch abgeschlossen wird, welcher durch Schweißen mit dem rohrförmigen Teil des Elektronikgehäuses dicht und fest verbunden ist.
- Das Elektronikgehäuse 11 ist rohrförmig ausgebildet und weist einen das Motorgehäuse 10 umfänglich übergreifenden Teil auf, welcher quer angeordnete Lüftungsschlitze 13 hat und durch eine Querwand 14 von dem eigentlichen Elektronikgehäuse 11 getrennt ist.
- Dieses Elektronikgehäuse 11 bildet zugleich den Klemmenkasten des Pumpenaggregates und weist einen Kupplungsanschluss 15 auf, der zur Aufnahme eines entsprechenden Anschlusssteckers vorgesehen ist, mit welchem das Pumpenaggregat an die Stromversorgung angeschlossen wird.
- Innerhalb des Elektronikgehäuses ist eine erste Leiterplatte 16, welche innerhalb des topfförmigen Deckels 12 eingegliedert ist angeordnet, die durch eine Isolierfolie 17 von einer zweiten Leiterplatte 18 elektrisch isoliert ist, mit der sie über entsprechende Stiftkontakte elektrisch leitend verbunden ist. Die zweite Leiterplatte 18 trägt den Eingangs-, Zwischen- und Leistungskreis eines Frequenzumrichters, entsprechend sind groß bauende Bauteile wie Kondensatoren, Spulen und Leistungshalbleiter auf dieser Leiterplatte 18 angeordnet, und zwar auf der zum Motorgehäuse 10, d. h. zur Querwand 14 weisenden Seite der Leiterplatte.
- Die erste Leiterplatte 16 trägt die eigentliche Steuerelektronik der Pumpe und ist hierzu in an sich bekannter Weise mit Mikrocontrollern, Flash-Speicher, Funkmodulen, Antennen und dergleichen bestückt. Die erste Leiterplatte 16 trägt darüber hinaus sämtliche Anzeige- und Bedienelemente, welche durch den Deckel 12 sichtbar bzw. erreichbar sind, welcher durch eine schützende Folie 19 nach außen hin abgeschlossen ist.
- Die erste Leiterplatte 16 trägt auf der zum Boden des Deckels 12 weisenden Seite die Anzeige- und Bedienelemente. Auf der anderen, also zur Isolierfolie 17 bzw. zur zweiten Leiterplatte 18 hin gerichteten Seite trägt diese Leiterplatte 16 wie in der
Figur 3 gezeigt neben einem Mikrocontroller 20 und weiteren miniaturisierten Elektronikbauteilen zentral einen Batteriehalter 21, für eine Batterie 22 in Form einer Knopfzelle. Der Batteriehalter 21 ist aus leitendem Blech geformt und weist eine leiterplattenparallele Flachseite 23 auf, in welcher zwei Federkontakte 24 angeordnet sind, welche die Batterie 22 kraftschlüssig zwischen dem Batteriehalter 21 und der Oberseite der Leiterplatte 16 halten und gleichzeitig einseitig kontaktieren. Der Batteriehalter 21 weist an seinen beiden flachen Längsseiten jeweils einen Kontaktfuß 25 auf, mit dem er auf der Leiterplatte 16 oberflächengelötet ist, zum einen um den Batteriehalter 21 mechanisch auf der Leiterplatte 16 zu befestigen und zum anderen um die Plusseite der Batterie 22, welche von den Federkontakten 24 kontaktiert wird, entsprechend elektrisch mit einem Leiter der Leiterplatte 16 zu verbinden. Der andere Kontakt der Batterie 22, welcher sich in Einbaulage gemäßFig. 4 an der Unterseite, also zur Leiterplatte 16 hin gewandt befindet, wird mittels eines Carbon-Vlieses direkt mit einem Kontakt auf der Leiterplatte elektrisch leitend verbunden. - Der Batteriehalter 21 ist zu seinen schmalen Querseiten offen ausgebildet, wobei er zu einer Seite durch schräg verlaufende Blechabschnitte 26 teilgeschlossen ausgebildet ist, wobei diese Blechabschnitte 26 durch Abbiegen aus dem Grundkörper gebildet und so angeordnet sind, dass sie die in der Batteriehalter 21 eingelegte Batterie 22 weitgehend spielfrei halten. Die in
Fig. 4 nach unten gerichtete Seite des Batteriehalters 21 ist offen ausgebildet um die Batterie 22 in dem Batteriehalter 21 einschieben zu können, solange die Leiterplatte 16 noch nicht im Deckel 12 montiert ist. Die Batterie 22 wird also leiterplattenparallel durch die inFig. 4 untere Öffnung in den Batteriehalter 21 eingeschoben, wobei die Federkontakte 24 gespannt werden und die Batterie kraftschlüssig innerhalb des Halters halten und kontaktieren. Dabei liegt die Knopfzelle 22 umfangseitig an den Blechabschnitten 26 an und ist seitlich durch die Längsseiten, die ebenfalls durch Blechabschnitte gebildet sind, geführt. In dieser Stellung kann die erste Leiterplatte 16 in alle Richtungen bewegt und gehandhabt werden, ohne dass die Gefahr besteht, dass die Batterie 22 durch die Öffnung an der inFig. 4 unteren Schmalseite herausfällt. Diese Leiterplatte 16 wird dann in den topfförmigen Deckel 12 eingelegt, indem sie durch Führungszapfen 27 bestimmungsgemäß ausgerichtet und innerhalb des Deckels 12 angeordnet wird. - Innerhalb der ersten Leiterplatte 16 ist eine langlochförmige Ausnehmung 28 vorgesehen, und zwar unmittelbar neben dem Batteriehalter 21, vor der Öffnung seiner Schmalseite. Im Boden des Deckels 12 ist ein nach innen vorspringender in Querschnitt rechteckiger Zapfen 29 angeformt, welcher beim Einlegen der ersten Leiterplatte 16 in den Deckel 12 die Ausnehmung 28 durchsetzt und dann die Öffnung des Batteriehalters 21 formschlüssig verschließt, und somit unabhängig von der Kraft der Federkontakte 24 dafür sorgt, dass die Batterie 22 zu allen Seiten formschlüssig innerhalb des Batteriehalters 21 in der bestimmungsgemäßen Position auf der Leiterplatte 16 gehalten ist. Der Zapfen 29 weist an seinem Ende eine Keilfläche 30 auf, welche in Verbindung mit dem Rand der Ausnehmung 28 eine Klippverbindung bildet und dafür sorgt, dass dieser Zapfen 29 beim Aufsetzen der Leiterplatte 16 in den Deckel 12 ausgelenkt wird um dann am Ende dieser Schrägfläche 30 rückzufedern und damit die Leiterplatte 16 formschlüssig fest innerhalb des Deckels 12 zu halten.
- Unter Eingliederung der Isolierfolie 17 wird die erste Leiterplatte 16 mit der zweiten Leiterplatte 18 durch entsprechende Steckkontakte verbunden, wonach der Deckel 12 mit seinen ebenfalls zum Elektronikgehäuse 11 hin vorspringenden Laschen 31 in das Elektronikgehäuse 11 eingeführt und dann umfänglich mit diesem verschweißt wird. Die Laschen 31 dienen zum Führen des Deckels beim Eingliedern in das Elektronikgehäuse 11.
-
- 1 - Pumpengehäuse
- 2 - Sauganschluss
- 3 - Druckanschluss
- 4 - Rotor
- 5 - Lagerplatte
- 6 - Dichtring
- 7 - Flansch
- 8 - Spaltrohr
- 9 - Stator
- 10 - Motorgehäuse
- 11 - Elektronikgehäuse
- 12 - Deckel von 11
- 13 - Lüftungsschlitze von 11
- 14 - Querwand in 11
- 15 - Kupplungsanschluss
- 16 - erste Leiterplatte
- 17 - Isolierfolie
- 18 - zweite Leiterplatte
- 19 - Folie
- 20 - Mikrocontroller
- 21 - Batteriehalter
- 22 - Batterie, Knopfzelle
- 23 - Flachseite von 21
- 24 - Federkontakte
- 25 - Kontaktfüße
- 26 - Blechabschnitt
- 27 - Führungszapfen
- 28 - Ausnehmung in 16
- 29 - Zapfen
- 30 - Schrägfläche am Zapfen
- 31 - Laschen am Deckel
Claims (11)
- Pumpenaggregat, insbesondere Heizungsumwälzpumpenaggregat, mit einer Kreiselpumpe, mit einem die Kreiselpumpe antreibenden Elektromotor und mit einer in einem Elektronikgehäuse (11) angeordneten Steuerelektronik, welche mindestens eine mit elektronischen Bauteilen (20) bestückte Leiterplatte (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Elektronikgehäuse (11) eine Batterie (22) angeordnet ist, welche in einer auf der Leiterplatte (16) angeordneten und mindestens einseitig offenen Batteriehalterung (21) angeordnet ist, wobei die Batterie (22) in Einbaulage der Leiterplatte (16) zu der offenen Seite der Batteriehalterung (21) durch ein Formschlusselement (29) formschlüssig oder stoffschlüssig in der Batteriehalterung (21) gegen Herausfallen gesichert ist.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterie (22) eine Knopfzelle(22) ist, welche mit ihren Flachseiten leiterplattenparallel in der Batteriehalterung (21) angeordnet ist.
- Pumpenaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Batteriehalterung (21) zu einer Schmalseite senkrecht zur Leiterplatte (16) offen ausgebildet ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (29) eine Durchbrechung (28) in der Leiterplatte (16) durchsetzt und die offene Schmalseite der Batteriehalterung (21) zumindest teilweise versperrt.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (29) zapfenförmig ausgebildet und an einem Deckel (12) angeordnet ist, welcher das Elektronikgehäuse (11) verschließt.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlußelement (29) Teil einer Klippverbindung ist, deren anderer Teil durch die Durchbrechung (28) in der Leiterplatte (16) gebildet ist und mit welcher die Leiterplatte (16) am Deckel (12) klippbefestigt ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Formschlusselement (29) einstückig mit dem Deckel (12) als Kunststoffspritzgussteil ausgebildet ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (12) topfförmig ausgebildet ist, die Leiterplatte (16) formschlüssig aufnimmt, im Bereich seines Bodens Anzeige- und Bedienelemente aufweist und mit einem rohrförmigen Teil des Elektronikgehäuses (11) verbunden, vorzugsweise verschweißt ist, welcher auch Teil des Motorgehäuses bildet oder dieses übergreift und durch eine Querwand (14) von diesem getrennt ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem rohrförmigen Teil des Elektronikgehäuses (11) eine weitere mit elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatte (18) angeordnet ist, welche über Kontakte mit Gegenkontakten der ersten Leiterplatte (16) elektrisch leitend und im übrigen durch einen dazwischen angeordneten Isolator (17) getrennt ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektronikgehäuse (12) eine Frequenzumrichterelektronik aufweist sowie eine elektronische Echtzeituhr, welche durch die Batterie (22) gepuffert ist.
- Pumpenaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (28) etwa in der Mitte der Leiterplatte (16) vorgesehen ist.
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