WO2022207724A1 - Centrifugal pump with an electronics housing and at least two printed circuit boards - Google Patents

Centrifugal pump with an electronics housing and at least two printed circuit boards Download PDF

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WO2022207724A1
WO2022207724A1 PCT/EP2022/058447 EP2022058447W WO2022207724A1 WO 2022207724 A1 WO2022207724 A1 WO 2022207724A1 EP 2022058447 W EP2022058447 W EP 2022058447W WO 2022207724 A1 WO2022207724 A1 WO 2022207724A1
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WO
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circuit board
centrifugal pump
pump according
pin
pin connector
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PCT/EP2022/058447
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French (fr)
Inventor
Federico Di Santo
Mattia LIBONI
Giancarlo VERLATO
David KRILL
Original Assignee
KSB SE & Co. KGaA
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0693—Details or arrangements of the wiring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F04D13/0686—Mechanical details of the pump control unit
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/60—Mounting; Assembling; Disassembling
    • F04D29/62—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps
    • F04D29/628—Mounting; Assembling; Disassembling of radial or helico-centrifugal pumps especially adapted for liquid pumps

Definitions

  • the invention relates to a centrifugal pump with a two-part electronics housing containing at least two circuit boards that are mounted spatially separated from one another and are electrically conductively connected to one another by means of at least one electrical connection.
  • centrifugal pumps in particular heating circulating pumps, are built with an increasingly complex electronic control system for the operation of the centrifugal pump.
  • centrifugal pumps for energy-efficient operation include a frequency converter for speed control of the pump operation.
  • the electronics required for this are housed within a dedicated electronics housing of the pump, which is designed in at least two parts for assembly purposes.
  • the pump electronics can have additional electronic components for realizing a user interface.
  • the building blocks for the user interface on the one hand and the building blocks for the pump control on the other hand can be accommodated on separate circuit boards that are spatially separated from one another within the electronics housing. Using separate single-sided boards is often cheaper than using a single double-sided board.
  • the two circuit boards are installed in the housing in such a way that their unequipped sides face each other. For the necessary signal exchange or the power supply of the components on both boards, an electrical connection between the boards must be established. However, the connection by means of electrical lines, which are soldered to corresponding connec tion points on the circuit boards, means disadvantageously an additional assembly step during production.
  • a pin connector includes, for example, one or more rigid metal pins that can be plugged into corresponding pin receptacles on the circuit boards.
  • the pin connector is connected to the first circuit board, for example before or after it is installed in the electronics housing.
  • the pin connector can be connected to the first circuit board in any manner, but it is preferably plugged into a suitable pin receptacle or socket on the first circuit board.
  • the second circuit board can be inserted into a second housing part beforehand. When assembling the two housing parts, the end of the pin connector that is still free is inserted into the pin receptacle or socket on the second circuit board, thereby automatically connecting it.
  • the second circuit board could also be inserted into the housing part accommodating the first circuit board.
  • Inserting the pin connector into the pin receptacle requires a certain precision during assembly. If, for example, the boards are only equipped on one side and the unequipped board sides are opposite, the free end of the pin connector must Ders first Runaway leads through comparatively small holes in the second circuit board to be inserted into the pin receptacle located on the populated side of the circuit board. Due to the comparatively small bore diameter, this assembly step becomes even more complicated.
  • At least one assembly aid in order to simplify the insertion of the pin connector into the pin receptacle of the second circuit board.
  • Such an assembly aid supports the assembler during the assembly of the second circuit board, in particular when assembling the housing parts and accurately feeding the pin connector to the pin receptacle of the second circuit board, so that damage to the pin connector is avoided and the assembly process is simplified and accelerated.
  • an insertion aid for the pin connector can be provided as an assembly aid in the pin receptacle of the second circuit board or the corresponding bores in the second circuit board.
  • Conceivable is the execution in the form of Ein Industriesschrä conditions in the opening area of the pin holder. If the pin connector has to be passed through the holes in the board, the opening edges of the board holes facing the first board can be designed with an insertion aid.
  • the bore openings of the second board facing the first board each comprise a circumferential chamfer that widens the bore diameter in the direction of the first board.
  • At least one of the housing parts can have at least two centering pins as an assembly aid.
  • the length of the centering pins is dimensioned in such a way that the centering pins are passed or can be passed through the associated through-holes of the first and second board one after the other.
  • the centering pins are assigned by the Through-holes in the second circuit board are carried out, in particular the second circuit board is pushed onto the centering pins in the direction of the first circuit board.
  • the centering pins are used to pre-center the second circuit board and the pin connector can be carried out precisely and securely in the pin receptacle of the second circuit board or first through the holes in the second circuit board as the circuit boards are further brought together. All in all, the entire assembly process of the electronics housing, including the provision of the electrical connection between the two spatially separate circuit boards, is significantly simplified.
  • the electrical pin connector may include one or more metal pins used to provide multiple electrical contacts between the two circuit boards. These metal pins usually have a comparatively small diameter, so that the associated bores in the second circuit board also have a comparatively small bore diameter.
  • the first housing part is usually a plastic part, and the centering pins formed on the inner wall of the first housing part are therefore also made of plastic.
  • the housing part can be produced using a plastic injection molding process, which means that the centering pins are provided with draft angles for technical reasons, i.e. they usually have a conical shape in the longitudinal direction with a radius that decreases from the inner wall towards its free end.
  • the through-holes in the second circuit board would have to be designed for the largest possible diameter of the centering pins, which is why there would be a comparatively large amount of play between the tips of the centering pins and the through-hole in the second circuit board at the beginning of the sliding process, which would make precise pre-centering more difficult would.
  • an outer longitudinal section of the at least two centering pins should be almost cylindrical and not conical. gang holes of the second circuit board is carried out.
  • this section should have no or only very small draft angles, for example in an angular range between 0° and a maximum of 1°, preferably between 0° and a maximum of 0.75°, ideally between 0° and a maximum of 0.5°.
  • the outer longitudinal section of the centering pins has an almost constant diameter, which is matched to the bore diameter of the second circuit board. The resulting play therefore remains as minimal as possible throughout the entire length of the second board that is pushed on, which means that the second board can be pre-centered in a precise position for inserting the pin connector into the associated bores or pin receptacle of the second board.
  • the length of the centering pins is dimensioned starting from the mounted first board to its free end greater than the total length of the pin connector binder starting from the first board, especially the unpopulated underside of the first board, to the mounted second board. This ensures that during assembly the second circuit board is first placed on the centering pins and only subsequently, when the second circuit board is pushed on further in the longitudinal direction of the centering pins, the pin connector is carried out through the holes in the second circuit board.
  • the outer length portion of the centering pins i. H. the almost zy-cylindrical length section, dimensioned longer than the total insertion depth of the pin connector in the pin receptacle or through the holes in the second circuit board.
  • This measure ensures that the centering pins can be passed through the holes in the second circuit board in advance and that the second circuit board is precisely centered and stabilized over the entire plug-in movement of the pin connector.
  • the conical section of the at least two centering pins can have at least one step, which divides the conical section into a first and second conical section. It can be provided that the first cone section directly adjoins the electronics housing part and is clearly larger in diameter than the second cone section. Furthermore, the first cone section can be designed with a longitudinal bore.
  • the longitudinal bore can have manufacturing reasons. The longitudinal bore ensures that sufficient material reaches the tip of the centering pins during manufacture using the injection molding process. The longitudinal bore also ensures a homogeneous wall thickness in the longitudinal direction.
  • the step is at the level of the through hole in the first circuit board. Ideally, the step or step edge is flush with the top of the circuit board.
  • the first circuit board includes electronic components for implementing a user interface (HMI), for example for controlling a display element and/or evaluating a control panel. Due to the comparatively moderate heat development of the local components during pump operation, the circuit board can be mounted on the first housing part made of plastic.
  • the second circuit board preferably includes all or most of the electronic components for implementing the pump control, in particular using a frequency converter. There is a considerable need for cooling for the necessary power electronics, so that it is proposed to manufacture the second housing part at least partially from metal, which serves as a heat sink for dissipating the waste heat produced.
  • the centrifugal pump itself can be designed as an inline pump.
  • Inline pumps are centrifugal pumps whose pump pressure and suction ports are located in a straight pipeline.
  • the centrifugal pump is particularly preferably a heating circulation pump.
  • the design of the electronic housing part with assembly aids enables precise assembly of the circuit boards and their simple che electrical contact.
  • the object is consequently also achieved by an assembly method according to the invention, which is preferably carried out during the assembly of the centrifugal pump according to the invention.
  • the procedure includes the following steps.
  • the assembly sequence with which the circuit boards are used in the respective housing parts plays no or only a minor role for the invention. It makes sense to use at least one pin connector in the pin receptacle of the first board before the first board is positioned. Alternatively, the pin connector can of course also be connected to the second circuit board first. It is also conceivable that the pin connector is inserted into the pin receptacle of the circuit board only after the circuit board has been positioned and fixed in the respective housing part.
  • the at least one assembly aid supports this.
  • Insertion aids in the opening area of the holes in the second circuit board facilitate the precise insertion of the free ends of the pin connector when assembling.
  • centering pins are provided as an alternative or in addition, they are carried out through the associated through-holes in the first circuit board when positioning the first circuit board within the first housing part.
  • the centering pins are first carried out through the through-holes of the second circuit board and the second circuit board is pushed onto the centering pins in the direction of the first circuit board until the at least one pin connector is fully inserted into the pin receptacle of the second circuit board.
  • FIG. 1 a top view of the first housing part with the first circuit board inserted
  • FIG. 2 a plan view of the second housing part with the second electronic circuit board inserted
  • Figure 3 a sectional view through the dismantled housing parts of the electronic nikgetudes with each used electronics boards and
  • Figure 4a-4d Longitudinal sections through the centering process during assembly in chronological order.
  • FIG. 1 shows a plan view of the first housing part 10 of the electronics housing, which consists of a plastic housing part.
  • the top view shows the open side of the Ge housing part 10 and the first electronic circuit board 12 inserted into the housing part 10 to implement the user interface, hereinafter also referred to as the HMI circuit board 12.
  • the circuit board 12 is placed on corresponding bearing points of the plastic housing 10 and additionally screwed to the housing part 10 for fixing.
  • the circuit board 12 is populated on one side, the populated side of the circuit board with the electronic components sharing the inner wall of the plastic housing 10 facing. In the top view of FIG. 1, therefore, the underside of the circuit board without components can be seen.
  • FIG. 2 shows a plan view of the open side of the second housing part 11, which is designed here as a metallic heat sink.
  • the cooling body 11 is used to accommodate and store a second electronic circuit board 13.
  • the circuit board 13 forms the main circuit board of the centrifugal pump according to the invention, in the present example designed as a heating circulation pump, and includes the necessary components for the pump control including a frequency converter for speed control.
  • the electronic components required for this include, among other things, power modules whose waste heat can be released to the environment by means of the heat sink 11 .
  • the motherboard 13 is only equipped on one side, this - is installed with the be tipped side down, ie the components are facing the inner wall of the heat sink 11 - similar to the circuit board 12. The reason for this is the better thermal connection of the components that require cooling to the heat sink 11.
  • the HMI circuit board 12 Since the pump mains connection is made via the main circuit board 13, the HMI circuit board 12 must be electrically connected to the main circuit board 13 for the power supply. An exchange of signals between the two circuit boards 12, 13 must also be possible.
  • the electrical cal connection is realized by means of a pin connector 15, which has a plurality of metallic, mutually parallel pins, the end with a corre sponding pin receptacle 15 a of the first and second circuit board 12, 13 can be connected.
  • the connection is purely mechanical.
  • the circuit board 12 has a large number of small bores 14, through which the pins of the pin connector 15 can be carried out.
  • the base 15a of the pin connector 15 rests on the populated side of the circuit board 12.
  • a counter-adapter 15b is provided, which can be an integral part of the pin connector 15 or, alternatively, could be pushed on later after the pin connector 15 has been inserted into the base 15a.
  • the metal pins of the pin connector 15 must be inserted through the corresponding holes 18 of the motherboard 13 who the.
  • it is fixed by means of a base 15 and the counter-adapter 15b, which, as described above, can be an integral part of the pin connector 15 or, alternatively, can be fitted later.
  • the pin connector 15 is first preassembled on the HMI circuit board 12 and this is then inserted into the plastic housing 10 and fixed there.
  • the motherboard 13 is pre-assembled in the heat sink 11. When assembling the housing parts 10, 11 it must be ensured that the tips of the pin connector 15 are inserted into the holes 18 in the main circuit board 13.
  • At least one assembly aid is provided. It may already be sufficient, the opening area of the holes 18 of the Bevel motherboard 13, resulting in insertion aid 18a for the tips of the binder 15 Stiftver result. This increases the tolerance range when feeding the pin connector to the bores 18.
  • two identical plastic domes 20 or centering pins are formed as further assembly aids for pre-centering the main circuit board 13 together with the heat sink 11 on the plastic housing part 10, which extend perpendicularly from the inside of the housing into Cantilever towards the heat sink 11. This existence of these centering pins 20 is optional for the use of the insertion aids 18a. There is also the possibility of doing without the insertion aids 18a and only using the centering pins 20 instead.
  • the centering pins 20 are already inserted during the pre-assembly of the HMI board 12 through pas send through holes 17 of the board 12.
  • the main circuit board 13 also has in the area around the bores 18 for the pin connector 15 additional through-holes 16 through which the centering pins when assembling the Ge housing parts 10, 11 are carried out in order to achieve a pre-centering of the second circuit board 13 for the first circuit board 12.
  • the tips of the pin connector 15 also fit precisely into the bores 18.
  • FIGS. 4a to 4d document the chronological sequence of events when the housing parts 10, 11 are assembled.
  • the figures also show the special structure of the centering pins 20.
  • the two centering pins 20 are identical and include a first longitudinal section 20a, which extends from the bottom of the plastic housing 10 to a first step 21. Due to the manufacturing process, this longitudinal section 20a has a cone shape with a diameter that reduces in the overhang length. The reasons for this are the draft angles to be provided in the injection molding manufacturing process.
  • the first longitudinal region 20a is followed by a second longitudinal region 20b, which has an abruptly reduced diameter due to the step 21 and which tapers in the projection direction due to the cone shape also present there.
  • the stage 21 closes with the opening edge of the holes 17 of the board 12 almost flush.
  • the opening diameter of the through-hole gene 17 is matched to the diameter range of the longitudinal section 20 a of the plastic dome 20 .
  • the longitudinal region 20b is followed by an outer longitudinal region 20c, which is ideally designed without or with only minimal draft angles.
  • the angle of the draft angles there is 0° or almost 0°, so that the centering pins 20 are approximately cylindrical in this length range.
  • the through-holes 16 in the main circuit board 13 for receiving the centering pins 20 are matched to the diameter of the longitudinal section 20c. This results in minimal play between the centering pins 20 and the through hole 16 and extremely precise pre-centering of the second circuit board 13 and the housing part 11 .
  • the maximum insertion depth of the pin connector 15 through the bores 18 is limited by the mating adapter 15b of the pin connector 15, which strikes the unequipped side of the circuit board 13.
  • the length of the plug connector 15 from the mating adapter 15b to the outer tip of the pin connector 15 is dimensioned smaller than the outer length region 20c of the centering pins 20. This ensures that the centering pins 20 first engage in the associated through-holes 16 of the main circuit board 13 during assembly , before the metal pins of the pin connector 15 can be inserted into the associated holes 18 (s. Figures 4a, b).
  • the first longitudinal section 20a has a longitudinal bore 22, which is due to the plastic injection molding process used to manufacture the plastic housing part 10 for technical reasons.
  • This bore 22 a homogeneous wall thickness of the plastic dome 20 is achieved over the entire length.
  • the outer longitudinal area 20c of the injection mold can be filled with sufficient plastic material.

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Abstract

This invention relates to a centrifugal pump with a two-part electronics housing in which at least two printed circuit boards, which are mounted spatially separated from one another, are mounted and at least one electrical connection is provided between the printed circuit boards, characterized in that the electrical connection is established by means of at least one rigid pin connector, the ends of which are connected or can be connected to suitable pin receptacles of the first and the second printed circuit board, wherein one or more assembly aids are provided in order to simplify the insertion of the pin connector into the pin receptacle of the first and/or the second printed circuit board.

Description

KSB SE & Co. KGaA 67227 Frankenthal KSB SE & Co. KGaA 67227 Frankenthal
Beschreibung description
Kreiselpumpe mit Elektronikgehäuse und wenigstens zwei Platinen Centrifugal pump with electronics housing and at least two circuit boards
Die Erfindung betrifft eine Kreiselpumpe mit zweiteiligem Elektronikgehäuse, in diesem wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennt gelagerte Platinen enthalten sind, die mittels wenigstens einer elektrischen Verbindung miteinander elektrisch leitend verbun den sind. The invention relates to a centrifugal pump with a two-part electronics housing containing at least two circuit boards that are mounted spatially separated from one another and are electrically conductively connected to one another by means of at least one electrical connection.
Moderne Kreiselpumpen, insbesondere Heizungsumwälzpumpen, werden mit einer zu nehmend komplexer aufgebauten Elektroniksteuerung für den Betrieb der Kreiselpumpe gebaut. Insbesondere umfassen Kreiselpumpen für den energieeffizienten Betrieb einen Frequenzumrichter zur Drehzahlregelung des Pumpenbetriebs. Die dafür notwendige Elektronik wird innerhalb eines dedizierten Elektronikgehäuses der Pumpe unterge bracht, das zu Montagezwecken mindestens zweiteilig ausgeführt ist. Modern centrifugal pumps, in particular heating circulating pumps, are built with an increasingly complex electronic control system for the operation of the centrifugal pump. In particular, centrifugal pumps for energy-efficient operation include a frequency converter for speed control of the pump operation. The electronics required for this are housed within a dedicated electronics housing of the pump, which is designed in at least two parts for assembly purposes.
Neben den Bausteinen für die Pumpensteuerung kann die Pumpenelektronik zusätzli che Elektronikbausteine für die Realisierung einer Nutzerschnittstelle aufweisen. Aus fertigungstechnischen Gründen können die Bausteine für die Nutzerschnittstelle einer seits und die Bausteine für die Pumpensteuerung andererseits auf getrennten Platinen untergebracht sein, die räumlich voneinander getrennt innerhalb des Elektronikgehäu ses montiert werden. Die Verwendung von separaten, einseitig bestückten Platinen ist oftmals günstiger als der Einsatz einer einzigen, zweiseitig bestückten Platine. Aus funktionalen Gründen werden die beiden Platinen im Gehäuse so verbaut, dass sich de ren unbestückte Seiten gegenüberliegen. Für den notwendigen Signalaustausch bzw. die Energieversorgung der Bauteile auf bei den Platinen muss eine elektrische Verbindung zwischen den Platinen aufgebaut wer den. Die Verbindung mittels elektrischer Leitungen, die mit entsprechenden Verbin dungspunkten auf den Platinen verlötet werden, bedeutet jedoch nachteilig einen zu sätzlichen Montageschritt während der Fertigung. In addition to the components for the pump control, the pump electronics can have additional electronic components for realizing a user interface. For manufacturing reasons, the building blocks for the user interface on the one hand and the building blocks for the pump control on the other hand can be accommodated on separate circuit boards that are spatially separated from one another within the electronics housing. Using separate single-sided boards is often cheaper than using a single double-sided board. For functional reasons, the two circuit boards are installed in the housing in such a way that their unequipped sides face each other. For the necessary signal exchange or the power supply of the components on both boards, an electrical connection between the boards must be established. However, the connection by means of electrical lines, which are soldered to corresponding connec tion points on the circuit boards, means disadvantageously an additional assembly step during production.
Vor diesem Hintergrund wird nach geeigneten Mitteln gesucht, um die Pumpenmontage und insbesondere die elektrische Verbindung der beiden Platinen zu vereinfachen. Against this background, suitable means are being sought to simplify the pump assembly and in particular the electrical connection of the two circuit boards.
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Kreiselpumpe gemäß den Merkmalen des An spruchs 1. Vorteilhafte Ausführungen der Kreiselpumpe sind Gegentand der abhängi gen Ansprüche. Darüber hinaus wird die Aufgabe durch ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. This object is achieved by a centrifugal pump according to the features of claim 1. Advantageous designs of the centrifugal pump are the subject of the dependent claims. In addition, the object is achieved by a method according to the features of claim 13.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die beiden Platinen mittels wenigstens eines Stiftverbinders elektrisch zu verbinden. Ein solcher Stiftverbinder umfasst bspw. ein o- der mehrere starre, metallische Stifte, die in entsprechende Stiftaufnahmen der Platinen gesteckt werden können. Während der Montage wird der Stiftverbinder mit der ersten Platine verbunden, bspw. vor oder nachdem diese in das Elektronikgehäuse eingebaut wird. Die Verbindung des Stiftverbinders mit der ersten Platine kann grundsätzlich belie big erfolgen, bevorzugt wird dieser jedoch in eine passende Stiftaufnahme bzw. Sockel der ersten Platine eingesteckt. Die zweite Platine kann vorab in ein zweites Gehäuseteil eingesetzt werden. Beim Zusammensetzen der beiden Gehäuseteile wird das noch freie Ende des Stiftverbinders in die Stiftaufnahme bzw. den Sockel der zweiten Platine gesteckt und dadurch automatisch verbunden. Grundsätzlich könnte die zweite Platine jedoch ebenso in das die erste Platine aufnehmende Gehäuseteil eingesetzt werden. According to the invention, it is proposed to electrically connect the two circuit boards by means of at least one pin connector. Such a pin connector includes, for example, one or more rigid metal pins that can be plugged into corresponding pin receptacles on the circuit boards. During assembly, the pin connector is connected to the first circuit board, for example before or after it is installed in the electronics housing. In principle, the pin connector can be connected to the first circuit board in any manner, but it is preferably plugged into a suitable pin receptacle or socket on the first circuit board. The second circuit board can be inserted into a second housing part beforehand. When assembling the two housing parts, the end of the pin connector that is still free is inserted into the pin receptacle or socket on the second circuit board, thereby automatically connecting it. In principle, however, the second circuit board could also be inserted into the housing part accommodating the first circuit board.
Das Einstecken des Stiftverbinders in die Stiftaufnahme erfordert eine gewisse Präzi sion während der Montage. Sind die Platinen bspw. nur einseitig bestückt und liegen sich die unbestückten Platinenseiten gegenüber, muss das freie Ende des Stiftverbin- ders zunächst durch vergleichsweise kleine Bohrungen der zweiten Platine durchge führt werden, um in die an der bestückten Platinenseite liegende Stiftaufnahme einge steckt zu werden. Aufgrund des vergleichsweise geringen Bohrungsdurchmesser wird dieser Montageschritt nochmals komplizierter. Inserting the pin connector into the pin receptacle requires a certain precision during assembly. If, for example, the boards are only equipped on one side and the unequipped board sides are opposite, the free end of the pin connector must Ders first Runaway leads through comparatively small holes in the second circuit board to be inserted into the pin receptacle located on the populated side of the circuit board. Due to the comparatively small bore diameter, this assembly step becomes even more complicated.
Aus diesem Grund wird weiterhin erfindungsgemäß vorgeschlagen, wenigstens eine Montagehilfe vorzusehen, um die Einführung des Stiftverbinders in die Stiftaufnahme der zweiten Platine zu vereinfachen. Eine solche Montagehilfe unterstützt den Monteur während der Montage der zweiten Platine, insbesondere beim Zusammenfügen der Ge häuseteile und der passgenauen Zuführung des Stiftverbinders zur Stiftaufnahme der zweiten Platine, so dass eine Beschädigung des Stiftverbinders vermieden und der Montageprozess vereinfacht und beschleunigt wird. For this reason, it is also proposed according to the invention to provide at least one assembly aid in order to simplify the insertion of the pin connector into the pin receptacle of the second circuit board. Such an assembly aid supports the assembler during the assembly of the second circuit board, in particular when assembling the housing parts and accurately feeding the pin connector to the pin receptacle of the second circuit board, so that damage to the pin connector is avoided and the assembly process is simplified and accelerated.
Als Montagehilfe kann gemäß möglicher Ausführung eine Einführhilfe für den Stiftver binder in die Stiftaufnahme der zweiten Platine oder die entsprechenden Bohrungen der zweiten Platine vorgesehen sein. Denkbar ist die Ausführung in Form von Einführschrä gen im Öffnungsbereich der Stiftaufnahme. Muss der Stiftverbinder durch die Bohrun gen der Platine durchgeführt werden, können die der ersten Platine zugewandten Öff nungsränder der Platinenbohrungen mit einer Einführhilfe ausgeführt sein. Beispiels weise umfassen die der ersten Platine zugewandten Bohrungsöffnungen der zweiten Platine jeweils eine umlaufende, den Bohrungsdurchmesser in Richtung der ersten Pla tine aufweitende Fase. According to a possible embodiment, an insertion aid for the pin connector can be provided as an assembly aid in the pin receptacle of the second circuit board or the corresponding bores in the second circuit board. Conceivable is the execution in the form of Einführschrä conditions in the opening area of the pin holder. If the pin connector has to be passed through the holes in the board, the opening edges of the board holes facing the first board can be designed with an insertion aid. For example, the bore openings of the second board facing the first board each comprise a circumferential chamfer that widens the bore diameter in the direction of the first board.
Alternativ oder ergänzend kann als Montagehilfe wenigstens eines der Gehäuseteile wenigstens zwei Zentrierstifte aufweisen. Die Länge der Zentrierstifte ist dabei so di mensioniert, dass die Zentrierstifte nacheinander durch zugeordnete Durchführungs bohrungen der ersten und zweiten Platine durchgeführt sind bzw. durchführbar sind. Bei der Montage der ersten Platine wird diese somit durch die Zentrierstifte innerhalb des ersten Gehäuseteils zentriert und zeitgleich fixiert. Die erste Platine weist bereits die entsprechende Stiftverbindung auf, die sich parallel zu den Zentrierstiften in Richtung der zu montierenden zweiten Platine erstreckt. Beim Zusammenfügen der Gehäuseteile bzw. der Montage der zweiten Platine werden die Zentrierstifte durch die zugeordneten Durchführungsbohrungen der zweiten Platine durchgeführt, insbesondere wird die zweite Platine dadurch auf die Zentrierstifte in Richtung der ersten Platine aufgescho ben. Mittels der Zentrierstifte erfolgt damit eine Vorzentrierung der zweiten Platine und der Stiftverbinder kann beim weiteren Zusammenführen der Platinen präzise und sicher in die Stiftaufnahme der zweiten Platine bzw. zunächst durch die Bohrungen der zwei ten Platine durchgeführt werden. In Summe wird der gesamte Montageprozess des Elektronikgehäuses samt Bereitstellung der elektrischen Verbindung zwischen den bei den räumlich getrennten Platinen deutlich vereinfacht. Alternatively or additionally, at least one of the housing parts can have at least two centering pins as an assembly aid. The length of the centering pins is dimensioned in such a way that the centering pins are passed or can be passed through the associated through-holes of the first and second board one after the other. When assembling the first circuit board, it is thus centered and fixed at the same time by the centering pins within the first housing part. The first board already has the corresponding pin connection, which extends parallel to the centering pins in the direction of the second board to be mounted. When assembling the housing parts or the assembly of the second circuit board, the centering pins are assigned by the Through-holes in the second circuit board are carried out, in particular the second circuit board is pushed onto the centering pins in the direction of the first circuit board. The centering pins are used to pre-center the second circuit board and the pin connector can be carried out precisely and securely in the pin receptacle of the second circuit board or first through the holes in the second circuit board as the circuit boards are further brought together. All in all, the entire assembly process of the electronics housing, including the provision of the electrical connection between the two spatially separate circuit boards, is significantly simplified.
Der elektrische Stiftverbinder kann einen oder mehrere Metallstifte aufweisen, die zur Bereitstellung mehrerer elektrischer Kontakte zwischen den beiden Platinen dienen. Üb licherweise weisen diese Metallstifte einen vergleichsweise geringen Durchmesser auf, sodass auch die zugehörigen Bohrungen der zweiten Platine einen vergleichsweise schmalen Bohrungsdurchmesser haben. The electrical pin connector may include one or more metal pins used to provide multiple electrical contacts between the two circuit boards. These metal pins usually have a comparatively small diameter, so that the associated bores in the second circuit board also have a comparatively small bore diameter.
Üblicherweise ist das erste Gehäuseteil ein Kunststoffteil, die an der Innenwand des ersten Gehäuseteils ausgeformten Zentrierstifte sind daher ebenfalls aus Kunststoff.The first housing part is usually a plastic part, and the centering pins formed on the inner wall of the first housing part are therefore also made of plastic.
Das Gehäuseteil kann mittels Kunststoffspritzgussverfahren produziert werden, wodurch die Zentrierstifte technisch bedingt mit Entformungsschrägen versehen sind, d.h. diese weisen in Längsrichtung üblicherweise eine Konusform mit von der Innen wand in Richtung ihres freien Endes abnehmendem Radius auf. In diesem Fall müssten die Durchführungsbohrungen der zweiten Platine auf den größtmöglichen Durchmesser der Zentrierstifte ausgelegt sein, weshalb sich zu Beginn des Aufschiebens ein ver gleichsweise großes Spiel zwischen den Spitzen der Zentrierstifte und der Durchfüh rungsbohrung in der zweiten Platine ergeben würde, was eine exakte Vorzentrierung erschweren würde. The housing part can be produced using a plastic injection molding process, which means that the centering pins are provided with draft angles for technical reasons, i.e. they usually have a conical shape in the longitudinal direction with a radius that decreases from the inner wall towards its free end. In this case, the through-holes in the second circuit board would have to be designed for the largest possible diameter of the centering pins, which is why there would be a comparatively large amount of play between the tips of the centering pins and the through-hole in the second circuit board at the beginning of the sliding process, which would make precise pre-centering more difficult would.
Vor diesem Hintergrund wird vorgeschlagen, einen äußeren Längenabschnitt der we nigstens zwei Zentrierstifte nahezu zylinderförmig und nicht konusförmig auszugestal ten. Als äußerer Längenabschnitt wird der Abschnitt um das freie Ende der Zentrierstifte bezeichnet, insbesondere der Abschnitt, der während der Montage durch die Durch- gangsbohrungen der zweiten Platine durchgeführt wird. Insbesondere sollte dieser Ab schnitt keine oder nur sehr geringe Entformungsschrägen aufweisen, bspw. in einem Winkelbereich zwischen 0° und maximal 1 °, bevorzugt zwischen 0° und maximal 0,75°, idealerweise zwischen 0° und maximal 0,5°. Dies hat zur Folge, dass der äußere Län genabschnitt der Zentrierstifte einen nahezu konstant bleibenden Durchmesser auf weist, der auf den Bohrungsdurchmesser der zweiten Platine abgestimmt ist. Das resul tierende Spiel bleibt daher weitestgehend minimal während der gesamten Aufschiebe- länge der zweiten Platine, wodurch eine positionsgenaue Vorzentrierung der zweiten Platine zur Einführung des Stiftverbinders in die zugehörigen Bohrungen bzw. Stiftauf nahme der zweiten Platine möglich ist. Against this background, it is proposed that an outer longitudinal section of the at least two centering pins should be almost cylindrical and not conical. gang holes of the second circuit board is carried out. In particular, this section should have no or only very small draft angles, for example in an angular range between 0° and a maximum of 1°, preferably between 0° and a maximum of 0.75°, ideally between 0° and a maximum of 0.5°. As a result, the outer longitudinal section of the centering pins has an almost constant diameter, which is matched to the bore diameter of the second circuit board. The resulting play therefore remains as minimal as possible throughout the entire length of the second board that is pushed on, which means that the second board can be pre-centered in a precise position for inserting the pin connector into the associated bores or pin receptacle of the second board.
Bevorzugterweise ist die Länge der Zentrierstifte beginnend von der montierten ersten Platine bis zu ihrem freien Ende größer dimensioniert als die Gesamtlänge des Stiftver binders ausgehend von der ersten Platine, insbesondere der nicht bestückten Unter seite der ersten Platine, bis zur montierten zweiten Platine. Dadurch wird sichergestellt, dass während der Montage die zweite Platine zuerst auf die Zentrierstifte aufgesteckt und erst im Nachgang bei einer weiteren Aufschiebebewegung der zweiten Platine in Längsrichtung der Zentrierstifte der Stiftverbinder durch die Bohrungen der zweiten Pla tine durchgeführt wird. Preferably, the length of the centering pins is dimensioned starting from the mounted first board to its free end greater than the total length of the pin connector binder starting from the first board, especially the unpopulated underside of the first board, to the mounted second board. This ensures that during assembly the second circuit board is first placed on the centering pins and only subsequently, when the second circuit board is pushed on further in the longitudinal direction of the centering pins, the pin connector is carried out through the holes in the second circuit board.
Vorteilhafterweise ist der äußere Längenabschnitt der Zentrierstifte, d. h. der nahezu zy linderförmige Längenabschnitt, länger dimensioniert als die gesamte Einstecktiefe des Stiftverbinders in die Stiftaufnahme bzw. durch die Bohrungen der zweiten Platine.Advantageously, the outer length portion of the centering pins, i. H. the almost zy-cylindrical length section, dimensioned longer than the total insertion depth of the pin connector in the pin receptacle or through the holes in the second circuit board.
Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, dass die Zentrierstifte vorab durch die Boh rungen in der zweiten Platine durchführbar sind und zudem über die gesamte Steckbe wegung des Stiftverbinders eine passgenaue Zentrierung und Stabilisierung der zweiten Platine gegeben ist. This measure ensures that the centering pins can be passed through the holes in the second circuit board in advance and that the second circuit board is precisely centered and stabilized over the entire plug-in movement of the pin connector.
Weiterhin vorteilhafterweise kann der konusförmige Abschnitt der wenigstens zwei Zentrierstifte wenigstens eine Stufe aufweisen, die den konusförmigen Abschnitt in ei nen ersten und zweiten Konusabschnitt unterteilt. Dabei kann vorgesehen sein, dass der erste Konusabschnitt unmittelbar an das Elektronikgehäuseteil anschließt und hin sichtlich seines Durchmessers größer dimensioniert ist als der zweite Konusabschnitt. Ferner kann der erste Konusabschnitt mit einer Längsbohrung ausgeführt sein. Die Längsbohrung kann fertigungstechnische Gründe haben. Durch die Längsbohrung wird sichergestellt, dass ausreichend Material bis zur Spitze der Zentrierstifte bei der Her stellung mittels Spritzgussverfahren gelangt. Auch sorgt die Längsbohrung für eine ho mogene Wandstärke in Längsrichtung. Furthermore advantageously, the conical section of the at least two centering pins can have at least one step, which divides the conical section into a first and second conical section. It can be provided that the first cone section directly adjoins the electronics housing part and is clearly larger in diameter than the second cone section. Furthermore, the first cone section can be designed with a longitudinal bore. The longitudinal bore can have manufacturing reasons. The longitudinal bore ensures that sufficient material reaches the tip of the centering pins during manufacture using the injection molding process. The longitudinal bore also ensures a homogeneous wall thickness in the longitudinal direction.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltung befindet sich die Stufe nach erfolgter Montage der ersten Platine auf Höhe der Durchgangsbohrung der ersten Platine. Im Idealfall schließt die Stufe bzw. die Stufenkante mit der Platinenoberseite bündig ab. According to a preferred embodiment, after the first circuit board has been installed, the step is at the level of the through hole in the first circuit board. Ideally, the step or step edge is flush with the top of the circuit board.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erste Platine elektronische Bauteile zur Realisierung einer Benutzerschnittstelle (HMI), bspw. für die Ansteuerung eines Anzeigeelementes und/oder Auswertung eines Bedienfeldes. Aufgrund der ver gleichsweise gemäßigten Wärmeentwicklung der dortigen Bauteile im Pumpenbetrieb kann die Platine am ersten, aus Kunststoff gefertigten Gehäuseteil montiert werden. Die zweite Platine umfasst bevorzugt alle oder einen Großteil der Elektronikkomponenten für die Verwirklichung der Pumpenregelung, insbesondere unter Verwendung eines Fre quenzumrichters. Für die notwendige Leistungselektronik besteht erheblicher Kühlbe darf, so dass vorgeschlagen wird, das zweite Gehäuseteil zumindest teilweise aus Me tall zu fertigen, das als Kühlkörper zur Abfuhr der produzierten Abwärme dient. According to a further preferred embodiment, the first circuit board includes electronic components for implementing a user interface (HMI), for example for controlling a display element and/or evaluating a control panel. Due to the comparatively moderate heat development of the local components during pump operation, the circuit board can be mounted on the first housing part made of plastic. The second circuit board preferably includes all or most of the electronic components for implementing the pump control, in particular using a frequency converter. There is a considerable need for cooling for the necessary power electronics, so that it is proposed to manufacture the second housing part at least partially from metal, which serves as a heat sink for dissipating the waste heat produced.
Die Kreiselpumpe selbst kann als Inline-Pumpe ausgestaltet sein. Inlinepumpen sind Kreiselpumpen, deren Pumpendruck- und -saugstutzen in einer geradlinig verlaufenden Rohrleitung liegen. Besonders bevorzugt ist die Kreiselpumpe eine Heizungsumwälz pumpe. The centrifugal pump itself can be designed as an inline pump. Inline pumps are centrifugal pumps whose pump pressure and suction ports are located in a straight pipeline. The centrifugal pump is particularly preferably a heating circulation pump.
Wie dies bereits vorstehend angedeutet wurde, ermöglicht die Ausführung des Elektro nikgehäuseteils mit Montagehilfen eine präzise Montage der Platinen und deren einfa- che elektrische Kontaktierung. Die Aufgabe wird demzufolge ebenso durch ein erfin dungsgemäßes Montageverfahren gelöst, das bevorzugt bei der Montage der erfin dungsgemäßen Kreiselpumpe ausgeführt wird. As has already been indicated above, the design of the electronic housing part with assembly aids enables precise assembly of the circuit boards and their simple che electrical contact. The object is consequently also achieved by an assembly method according to the invention, which is preferably carried out during the assembly of the centrifugal pump according to the invention.
Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte. The procedure includes the following steps.
Positionieren und Fixieren der ersten Platine innerhalb des ersten Gehäuseteils und Po sitionieren und Fixieren der zweiten Platine innerhalb des zweiten Gehäuseteils. Die Montagereihenfolge mit dieser die Platinen in den jeweiligen Gehäuseteilen eingesetzt werden, spielt für die Erfindung keine bzw. nur eine untergeordnete Rolle. Sinnvoller weise wird bereits vor der Positionierung der ersten Platine der wenigstens eine Stiftver binder in die Stiftaufnahme der ersten Platine eingesetzt. Alternativ kann der Stiftverbin der natürlich auch zuerst mit der zweiten Platine verbunden werden. Ebenso ist es vor stellbar, dass der Stiftverbinder erst nach der Positionierung und Fixierung der Platine im jeweiligen Gehäuseteil in die Stiftaufnahme der Platine eingesteckt wird. Positioning and fixing the first circuit board within the first housing part and positioning and fixing the second circuit board within the second housing part. The assembly sequence with which the circuit boards are used in the respective housing parts plays no or only a minor role for the invention. It makes sense to use at least one pin connector in the pin receptacle of the first board before the first board is positioned. Alternatively, the pin connector can of course also be connected to the second circuit board first. It is also conceivable that the pin connector is inserted into the pin receptacle of the circuit board only after the circuit board has been positioned and fixed in the respective housing part.
Nach der Positionierung und Fixierung der Platinen in den Gehäuseteilen werden letz tere zusammengefügt, wobei dabei die freien Enden des Stiftverbinders in die Stiftauf nahme der zweiten Platine eingesteckt werden. Hierbei unterstützt die wenigstens eine Montagehilfe. After the boards have been positioned and fixed in the housing parts, the latter are joined together, with the free ends of the pin connector being inserted into the pin receptacle of the second board. The at least one assembly aid supports this.
Einführhilfen im Öffnungsbereich der Bohrungen der zweiten Platine erleichtern die passgenaue Einführung der freien Enden des Stiftverbinders beim Zusammenfügen. Sind alternativ oder ergänzend Zentrierstifte vorgesehen, so werden diese beim Positio nieren der ersten Platine innerhalb des ersten Gehäuseteils durch die zugeordneten Durchgangsbohrungen der ersten Platine durchgeführt. Beim Zusammenfügen der Ge häuseteile werden die Zentrierstifte weiterhin zuerst durch die Durchgangsbohrungen der zweiten Platine durchgeführt und die zweite Platine in Richtung der ersten Platine auf die Zentrierstifte aufgeschoben, bis der wenigstens eine Stiftverbinder vollständig in die Stiftaufnahme der zweiten Platine gesteckt ist. Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung sollen nachfolgend anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: Insertion aids in the opening area of the holes in the second circuit board facilitate the precise insertion of the free ends of the pin connector when assembling. If centering pins are provided as an alternative or in addition, they are carried out through the associated through-holes in the first circuit board when positioning the first circuit board within the first housing part. When assembling the Ge housing parts, the centering pins are first carried out through the through-holes of the second circuit board and the second circuit board is pushed onto the centering pins in the direction of the first circuit board until the at least one pin connector is fully inserted into the pin receptacle of the second circuit board. Further advantages and properties of the invention are to be explained in more detail below using an exemplary embodiment illustrated in the figures. Show it:
Figur 1 : eine Draufsicht auf das erste Gehäuseteil mit eingesetzter erster Platine, FIG. 1: a top view of the first housing part with the first circuit board inserted,
Figur 2: eine Draufsicht auf das zweite Gehäuseteil mit eingesetzter zweiter Elekt ronikplatine, FIG. 2: a plan view of the second housing part with the second electronic circuit board inserted,
Figur 3: eine Schnittdarstellung durch die demontierten Gehäuseteile des Elektro nikgehäuses mit jeweils eingesetzten Elektronikplatinen und Figure 3: a sectional view through the dismantled housing parts of the electronic nikgehäuses with each used electronics boards and
Figur 4a-4d: Längsschnittdarstellungen durch den Zentrierstift während des Montage vorgangs in chronologischer Reihenfolge. Figure 4a-4d: Longitudinal sections through the centering process during assembly in chronological order.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf das erste Gehäuseteil 10 des Elektronikgehäuses, das aus einem Kunststoffgehäuseteil besteht. Die Draufsicht zeigt die offene Seite des Ge häuseteils 10 und die in das Gehäuseteil 10 eingesetzte erste Elektronikplatine 12 zur Verwirklichung der Benutzerschnittstelle, nachfolgend auch als HMI Platine 12 bezeich net. Die Platine 12 ist auf entsprechenden Lagerstellen des Kunststoffgehäuses 10 auf gesetzt und zur Fixierung zusätzlich mit dem Gehäuseteil 10 verschraubt. Zudem ist die Platine 12 einseitig bestückt, wobei die bestückte Platinenseite mit den Elektronikbau teilen der Innenwand des Kunststoffgehäuses 10 zugewandt ist. In der Draufsicht der Figur 1 ist demzufolge die unbestückte Platinenunterseite zu sehen. FIG. 1 shows a plan view of the first housing part 10 of the electronics housing, which consists of a plastic housing part. The top view shows the open side of the Ge housing part 10 and the first electronic circuit board 12 inserted into the housing part 10 to implement the user interface, hereinafter also referred to as the HMI circuit board 12. The circuit board 12 is placed on corresponding bearing points of the plastic housing 10 and additionally screwed to the housing part 10 for fixing. In addition, the circuit board 12 is populated on one side, the populated side of the circuit board with the electronic components sharing the inner wall of the plastic housing 10 facing. In the top view of FIG. 1, therefore, the underside of the circuit board without components can be seen.
Figur 2 zeigt eine Draufsicht auf die offene Seite des zweiten Gehäuseteils 11 , das hier als metallischer Kühlkörper ausgestaltet ist. Der Kühlkörper 11 dient zur Aufnahme und Lagerung einer zweiten Elektronikplatine 13. Die Platine 13 bildet die Hauptplatine der erfindungsgemäßen Kreiselpumpe, vorliegend exemplarisch als Heizungsumwälz pumpe ausgeführt, und umfasst die notwendigen Bausteine für die Pumpensteuerung inklusive eines Frequenzumrichters zur Drehzahlregelung. Die dafür benötigten Elektro nikkomponenten umfassen unter anderem Leistungsbausteine, deren Abwärme mittels des Kühlkörpers 11 an die Umgebung abgegeben werden kann. Auch die Hauptplatine 13 ist lediglich einseitig bestückt, wobei diese - ähnlich wie die Platine 12 - mit der be stückten Seite nach unten eingebaut wird, d.h. die Bauteile sind der Innenwand des Kühlkörpers 11 zugewandt. Grund dafür ist die bessere thermische Anbindung der kühl bedürftigen Bauteile an den Kühlkörper 11. Figure 2 shows a plan view of the open side of the second housing part 11, which is designed here as a metallic heat sink. The cooling body 11 is used to accommodate and store a second electronic circuit board 13. The circuit board 13 forms the main circuit board of the centrifugal pump according to the invention, in the present example designed as a heating circulation pump, and includes the necessary components for the pump control including a frequency converter for speed control. The electronic components required for this include, among other things, power modules whose waste heat can be released to the environment by means of the heat sink 11 . Also the motherboard 13 is only equipped on one side, this - is installed with the be tipped side down, ie the components are facing the inner wall of the heat sink 11 - similar to the circuit board 12. The reason for this is the better thermal connection of the components that require cooling to the heat sink 11.
Da der Pumpennetzanschluss über die Hauptplatine 13 erfolgt, muss die HMI-Platine 12 zur Energieversorgung mit der Hauptplatine 13 elektrisch verbunden werden. Auch muss ein Signalaustausch zwischen beiden Platinen 12, 13 möglich sein. Die elektri sche Verbindung wird mittels eines Stiftverbinders 15 realisiert, der eine Vielzahl metal lischer, parallel zueinander verlaufender Stifte aufweist, die endseitig mit einer entspre chenden Stiftaufnahme 15a der ersten und zweiten Platine 12, 13 verbunden werden können. Die Verbindung erfolgt rein mechanisch. Dazu weist die Platine 12 eine pas sende Vielzahl kleiner Bohrungen 14 auf, durch diese die Stifte des Stiftverbinders 15 durchgeführt werden können. Der Sockel 15a des Stiftverbinders 15 liegt dabei auf der bestückten Seite der Platine 12 auf. Auf der unbestückten Seite der Platine 12 ist ein Gegenadapter 15b vorgesehen, der fester Bestandteil des Stiftverbinders 15 sein kann oder alternativ nachträglich nach erfolgter Einführung des Stiftverbinders 15 in den So ckel 15a aufgeschoben werden könnte. Since the pump mains connection is made via the main circuit board 13, the HMI circuit board 12 must be electrically connected to the main circuit board 13 for the power supply. An exchange of signals between the two circuit boards 12, 13 must also be possible. The electrical cal connection is realized by means of a pin connector 15, which has a plurality of metallic, mutually parallel pins, the end with a corre sponding pin receptacle 15 a of the first and second circuit board 12, 13 can be connected. The connection is purely mechanical. For this purpose, the circuit board 12 has a large number of small bores 14, through which the pins of the pin connector 15 can be carried out. The base 15a of the pin connector 15 rests on the populated side of the circuit board 12. On the unequipped side of the circuit board 12, a counter-adapter 15b is provided, which can be an integral part of the pin connector 15 or, alternatively, could be pushed on later after the pin connector 15 has been inserted into the base 15a.
Für die Konnektierung der Hauptplatine 13 müssen die Metallstifte des Stiftverbinders 15 durch die korrespondierenden Bohrungen 18 der Hauptplatine 13 durchgesteckt wer den. Die Fixierung erfolgt auch hier mittels eines Sockels 15 sowie des Gegenadapters 15b, der wie zuvor beschrieben fester Bestandteil des Stiftverbinders 15 sein kann oder alternativ nachträglich montiert werden kann. Während der Montage wird zunächst der Stiftverbinder 15 an der HMI-Platine 12 vormontiert und diese anschliessend in das Kunststoffgehäuse 10 eingesetzt und dort fixiert. Die Hauptplatine 13 wird in den Kühl körper 11 vormontiert. Beim Zusammenfügen der Gehäuseteile 10, 11 muss darauf ge achtet werden, dass die Spitzen des Stiftverbinders 15 in die Bohrungen 18 der Haupt platine 13 eingeführt werden. For the connection of the motherboard 13, the metal pins of the pin connector 15 must be inserted through the corresponding holes 18 of the motherboard 13 who the. Here, too, it is fixed by means of a base 15 and the counter-adapter 15b, which, as described above, can be an integral part of the pin connector 15 or, alternatively, can be fitted later. During assembly, the pin connector 15 is first preassembled on the HMI circuit board 12 and this is then inserted into the plastic housing 10 and fixed there. The motherboard 13 is pre-assembled in the heat sink 11. When assembling the housing parts 10, 11 it must be ensured that the tips of the pin connector 15 are inserted into the holes 18 in the main circuit board 13.
Um diesen Verfahrensschritt zu vereinfachen wird wenigstens eine Montagehilfe vorge sehen. Es kann bereits ausreichend sein, den Öffnungsbereich der Bohrungen 18 der Hauptplatine 13 anzufasen, wodurch sich Einführhilfe 18a für die Spitzen des Stiftver binders 15 ergeben. Dadurch steigt der Toleranzbereich bei der Zuführung des Stiftver binders zu den Bohrungen 18. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind als weitere Montagehilfen zur Vorzentrierung der Hauptplatine 13 samt Kühlkörper 11 am Kunst stoffgehäuseteil 10 zwei identische Kunststoffdome 20 bzw. Zentrierstifte ausgeformt, die von der Gehäuseinnenseite senkrecht in Richtung des Kühlkörpers 11 auskragen. Diese Existenz dieser Zentrierstifte 20 ist optional zur Verwendung der Einführhilfen 18a. Auch besteht die Möglichkeit auf die Einführhilfen 18a zu verzichten und stattdes- sen nur die Zentrierstifte 20 zu verwenden. In order to simplify this step, at least one assembly aid is provided. It may already be sufficient, the opening area of the holes 18 of the Bevel motherboard 13, resulting in insertion aid 18a for the tips of the binder 15 Stiftver result. This increases the tolerance range when feeding the pin connector to the bores 18. In the exemplary embodiment shown, two identical plastic domes 20 or centering pins are formed as further assembly aids for pre-centering the main circuit board 13 together with the heat sink 11 on the plastic housing part 10, which extend perpendicularly from the inside of the housing into Cantilever towards the heat sink 11. This existence of these centering pins 20 is optional for the use of the insertion aids 18a. There is also the possibility of doing without the insertion aids 18a and only using the centering pins 20 instead.
Die Zentrierstifte 20 werden bereits bei der Vormontage der HMI-Platine 12 durch pas sende Durchgangsbohrungen 17 der Platine 12 durchgesteckt. Auch die Hauptplatine 13 weist im Bereich um die Bohrungen 18 für den Stiftverbinder 15 zusätzliche Durch gangsbohrungen 16 auf, durch diese die Zentrierstifte beim Zusammensetzen der Ge häuseteile 10, 11 durchgeführt werden, um eine Vorzentrierung der zweiten Platine 13 zur ersten Platine 12 zu erreichen. Beim weiteren Zusammenfügen der Gehäuseteile 10, 11 greifen dann auch die Spitzen des Stiftverbinders 15 passgenau in die Bohrun gen 18 ein. The centering pins 20 are already inserted during the pre-assembly of the HMI board 12 through pas send through holes 17 of the board 12. The main circuit board 13 also has in the area around the bores 18 for the pin connector 15 additional through-holes 16 through which the centering pins when assembling the Ge housing parts 10, 11 are carried out in order to achieve a pre-centering of the second circuit board 13 for the first circuit board 12. When the housing parts 10, 11 are further assembled, the tips of the pin connector 15 also fit precisely into the bores 18.
Die Figuren 4a bis 4d dokumentieren den chronologischen Ablauf beim Zusammenfü gen der Gehäuseteile 10, 11. Ferner ist den Abbildungen der besondere Aufbau der Zentrierstifte 20 zu entnehmen. Die beiden Zentrierstifte 20 sind identisch ausgeführt und umfassen einen ersten Längenabschnitt 20a, der sich vom Gehäuseboden des Kunststoffgehäuses 10 bis zu einer ersten Stufe 21 erstreckt. Dieser Längenabschnitt 20a weist herstellungsbedingt eine Konusform mit sich in Auskraglänge reduzierendem Durchmesser auf. Ursächlich sind die beim Spritzgussherstellungsverfahren vorzuse henden Entformungsschrägen. An den ersten Längenbereich 20a schließt sich ein zweiter Längenbereich 20b an, der aufgrund der Stufe 21 einen sprunghaft reduzierten Durchmesser aufweist und der sich aufgrund der dort ebenfalls vorliegenden Konusform in Auskragrichtung verjüngt. Die Stufe 21 schließt mit dem Öffnungsrand der Bohrungen 17 der Platine 12 nahezu bündig ab. Der Öffnungsdurchmesser der Durchgangsbohrun gen 17 ist auf den Durchmesserbereich des Längenabschnitts 20a der Kunststoffdome 20 abgestimmt. FIGS. 4a to 4d document the chronological sequence of events when the housing parts 10, 11 are assembled. The figures also show the special structure of the centering pins 20. The two centering pins 20 are identical and include a first longitudinal section 20a, which extends from the bottom of the plastic housing 10 to a first step 21. Due to the manufacturing process, this longitudinal section 20a has a cone shape with a diameter that reduces in the overhang length. The reasons for this are the draft angles to be provided in the injection molding manufacturing process. The first longitudinal region 20a is followed by a second longitudinal region 20b, which has an abruptly reduced diameter due to the step 21 and which tapers in the projection direction due to the cone shape also present there. The stage 21 closes with the opening edge of the holes 17 of the board 12 almost flush. The opening diameter of the through-hole gene 17 is matched to the diameter range of the longitudinal section 20 a of the plastic dome 20 .
Im Anschluss an den Längenbereich 20b schließt sich ein äußerer Längenbereich 20c an, der idealerweise ohne bzw. mit nur minimalen Entformungsschrägen ausgeführt ist. Der Winkel der dortigen Entformungsschrägen beträgt 0° bzw. nahezu 0°, so dass die Zentrierstifte 20 in diesem Längenbereich annähernd zylindrisch sind. Die Durchfüh rungsbohrungen 16 der Hauptplatine 13 zur Aufnahme der Zentrierstifte 20 sind auf den Durchmesser des Längenabschnitts 20c abgestimmt. Dadurch ergibt sich ein minimales Spiel zwischen Zentrierstiften 20 und Durchgangsbohrung 16 und eine äußerst präzise Vorzentrierung der zweite Platine 13 als auch des Gehäuseteils 11 . The longitudinal region 20b is followed by an outer longitudinal region 20c, which is ideally designed without or with only minimal draft angles. The angle of the draft angles there is 0° or almost 0°, so that the centering pins 20 are approximately cylindrical in this length range. The through-holes 16 in the main circuit board 13 for receiving the centering pins 20 are matched to the diameter of the longitudinal section 20c. This results in minimal play between the centering pins 20 and the through hole 16 and extremely precise pre-centering of the second circuit board 13 and the housing part 11 .
Die maximale Einstecktiefe des Stiftverbinders 15 durch die Bohrungen 18 ist durch den Gegenadapter 15b des Stiftverbinders 15 begrenzt, der auf der unbestückten Seite der Platine 13 anschlägt. Der Längenabschnitt des Steckverbinders 15 von dem Gegen adapter 15b bis zur äußeren Spitze des Stiftverbinders 15 ist kleiner dimensioniert als der äußere Längenbereich 20c der Zentrierstifte 20. Dadurch wird sichergestellt, dass beim Zusammenfügen zunächst die Zentrierstifte 20 in die zugehörigen Durchgangs bohrungen 16 der Hauptplatine 13 eingreifen, bevor die Metallstifte des Stiftverbinders 15 in die zugehörigen Bohrungen 18 gesteckt werden können (s. Figuren 4a, b). The maximum insertion depth of the pin connector 15 through the bores 18 is limited by the mating adapter 15b of the pin connector 15, which strikes the unequipped side of the circuit board 13. The length of the plug connector 15 from the mating adapter 15b to the outer tip of the pin connector 15 is dimensioned smaller than the outer length region 20c of the centering pins 20. This ensures that the centering pins 20 first engage in the associated through-holes 16 of the main circuit board 13 during assembly , before the metal pins of the pin connector 15 can be inserted into the associated holes 18 (s. Figures 4a, b).
Auf der bestückten Seite der Hauptplatine 13 befindet sich der korrespondierende So ckel 15a, durch diesen die aus den Bohrungen 18 austretenden Spitzen des Stiftverbin ders 15 durchgeführt werden, bis der Gegenadapter 15b auf der unbestückten Platinen seite der Platine 13 aufliegt (Figur 4d). On the populated side of the main circuit board 13 is the corresponding base 15a, through which the tips of the pin connector 15 emerging from the bores 18 are passed until the mating adapter 15b rests on the unpopulated circuit board side of the circuit board 13 (Figure 4d).
Der erste Längenabschnitt 20a weist eine Längsbohrung 22 auf, die technisch bedingt durch das eingesetzte Kunststoffspritzgussverfahren zur Herstellung des Kunststoffge häuseteils 10 ist. Mittels dieser Bohrung 22 wird zum einen eine homogene Wandstärke des Kunststoffdoms 20 über die gesamte Länge erreicht. Zudem wird sichergestellt, dass auch der äußere Längenbereich 20c der Spritzgussform mit ausreichend Kunst stoffmaterial befüllt werden kann. The first longitudinal section 20a has a longitudinal bore 22, which is due to the plastic injection molding process used to manufacture the plastic housing part 10 for technical reasons. By means of this bore 22, a homogeneous wall thickness of the plastic dome 20 is achieved over the entire length. In addition, it is ensured that also the outer longitudinal area 20c of the injection mold can be filled with sufficient plastic material.

Claims

Patentansprüche patent claims
Kreiselpumpe mit Elektronikgehäuse und wenigstens zwei Platinen Centrifugal pump with electronics housing and at least two circuit boards
1. Kreiselpumpe mit zweiteiligem Elektronikgehäuse (10, 11 ), in diesem wenigstens zwei, räumlich voneinander getrennt gelagerte Platinen (12, 13) gelagert sind und wenigstens eine elektrische Verbindung (15) zwischen den Platinen (12, 13) vor gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Verbindung mittels wenigstens eines starren Stiftverbinders (15) hergestellt ist, dessen Enden mit passenden Stiftaufnahmen (15a) der ersten und zweiten Platine (12, 13) verbunden bzw. verbindbar sind, wobei ein oder meh rere Montagehilfen (18a, 20) vorgesehen sind, um die Einführung des Stiftverbin ders (15) in die Stiftaufnahme (15a) der ersten und/oder zweiten Platine (12, 13) zu vereinfachen. 1. Centrifugal pump with a two-part electronics housing (10, 11) in which at least two circuit boards (12, 13) mounted spatially separated from one another are mounted and at least one electrical connection (15) between the circuit boards (12, 13) is provided, characterized characterized in that the electrical connection is made by means of at least one rigid pin connector (15), the ends of which are connected or can be connected to suitable pin receptacles (15a) on the first and second circuit boards (12, 13), one or more assembly aids (18a, 20) are provided in order to simplify the introduction of the pin connector (15) into the pin receptacle (15a) of the first and/or second circuit board (12, 13).
2. Kreiselpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Montagehilfen Einführschrägen (18a) vorgesehen sind, die im Öffnungsbereich der Stiftaufnah men (15a) und/oder im Randbereich von Bohrungen (18) der ersten oder zweiten Platine (12, 13), durch diese der Stiftverbinder (15) für die Einbringung in die Stift aufnahme (15a) durchzuführen ist, ausgeformt sind. 2. Centrifugal pump according to claim 1, characterized in that insertion bevels (18a) are provided as assembly aids, which men in the opening area of the Stiftaufnah (15a) and / or in the edge area of bores (18) of the first or second circuit board (12, 13), through which the pin connector (15) for the introduction into the pin receptacle (15a) is to be performed, are formed.
3. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Gehäuseteile (10) als Montagehilfe wenigstens zwei Zentrierstifte (20) aufweist, deren Länge so dimensioniert ist, dass die Zentrier stifte (20) nacheinander durch zugeordnete Durchgangsbohrungen (17, 16) der ersten und zweiten Platine (12, 13) durchführbar bzw. durchgeführt sind. 3. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the housing parts (10) as an assembly aid at least two Has centering pins (20), the length of which is dimensioned such that the centering pins (20) can be passed through or are carried out one after the other through associated through-holes (17, 16) in the first and second circuit boards (12, 13).
4. Kreiselpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierstifte4. Centrifugal pump according to claim 3, characterized in that the centering pins
(20) herstellungsbedingt konusförmig ausgestaltet sind, jedoch ein äußerer Län genabschnitt (20c) im Bereich der freiliegenden Enden nahezu zylinderförmig aus gestaltet ist, insbesondere Entformungsschrägen in einem Winkelbereich zwi schen 0° und 1°, bevorzugt zwischen 0° und 0,75°, idealerweise zwischen 0° und 0,5° aufweist. (20) are made conical for manufacturing reasons, but an outer longitudinal section (20c) is designed almost cylindrical in the area of the exposed ends, in particular draft angles in an angular range between 0° and 1°, preferably between 0° and 0.75°, ideally between 0° and 0.5°.
5. Kreiselpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der Zentrierstifte (20) von der montierten ersten Platine (12) bis zu ihrem freien Ende größer dimensioniert ist als die Länge der Stiftverbindung ausgehend von der ersten Platine (12) bis zur kontaktierten zweiten Platine (13). 5. Centrifugal pump according to claim 3 or 4, characterized in that the length of the centering pins (20) from the mounted first circuit board (12) to their free end is dimensioned greater than the length of the pin connection starting from the first circuit board (12) to to the contacted second circuit board (13).
6. Kreiselpumpe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere Längenabschnitt (20c) der Zentrierstifte (20) länger dimensioniert ist als die Einst ecktiefe des Stiftverbinders (15) in die Stiftaufnahme (15a) der zweiten Platine (13). 6. Centrifugal pump according to claim 4 or 5, characterized in that the outer longitudinal section (20c) of the centering pins (20) is dimensioned longer than the insertion depth of the pin connector (15) into the pin receptacle (15a) of the second circuit board (13).
7. Kreiselpumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der konusförmige Abschnitt wenigstens eine Stufe (21) aufweist, die den konusför migen Abschnitt in einen ersten (20a) und zweiten Konusabschnitt (20b) unterteilt, wobei sich der erste Konusabschnitt (20a) unmittelbar an das Gehäuseteil (10) an- schliesst und hinsichtlich seines Durchmessers größer dimensioniert ist als der zweite Konusabschnitt (20b). 7. Centrifugal pump according to one of claims 4 to 6, characterized in that the cone-shaped section has at least one step (21) which divides the cone-shaped section into a first (20a) and a second cone section (20b), the first cone section (20a) directly adjoins the housing part (10) and is larger in diameter than the second cone section (20b).
8. Kreiselpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Konus abschnitt (20a) mit einer Längsbohrung (22) ausgeführt ist. 8. Centrifugal pump according to claim 7, characterized in that the first cone section (20a) is designed with a longitudinal bore (22).
9. Kreiselpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stufe9. Centrifugal pump according to claim 7 or 8, characterized in that the stage
(21) in Einbauposition der ersten Platine (12) im Bereich der Durchgangsbohrung (17) der ersten Platine (12) liegt, insbesondere schliesst die Stufe (21) mit der Bohrungsöffnung der Platine (12) bündig ab. (21) in the installation position of the first circuit board (12) in the area of the through hole (17) of the first circuit board (12), in particular the step (21) is flush with the bore opening of the circuit board (12).
10. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Platine (12, 13) einseitig bestückt sind und die un- bestückten Platinenseiten zueinander gewandt sind. 10. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the first and / or second circuit board (12, 13) are equipped on one side and the non-equipped circuit board sides are facing each other.
11. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass die Durchgangsbohrungen (16) der zweiten Platine (13) exakt auf den Durchmesser des äußeren Längenabschnittes (20c) der Zentrierstifte (20) an gepasst sind, insbesondere ist das bei der Durchführung vorliegende Spiel zwi schen Zentrierstift (20) und Durchgangsbohrung (16) auf ein Minimum reduziert. 11. Centrifugal pump according to one of the preceding claims 4 to 10, characterized in that the through bores (16) of the second circuit board (13) are precisely matched to the diameter of the outer longitudinal section (20c) of the centering pins (20), in particular that in the implementation present game between's centering pin (20) and through hole (16) reduced to a minimum.
12. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gehäuseteil (10) aus Kunststoff gefertigt ist. 12. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the first housing part (10) is made of plastic.
13. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (12) elektronische Bauteile zur Bereitstellung einer Benut zerschnittstelle aufweist und die zweite Platine (13) elektronische Bauteile zur Re alisierung der Pumpensteuerung aufweist, insbesondere einer Pumpensteuerung mit Drehzahlregelung. 13. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the first circuit board (12) has electronic components for providing a user interface and the second circuit board (13) has electronic components for realizing the pump control, in particular a pump control with speed control.
14. Kreiselpumpe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kreiselpumpe eine Inline-Pumpe, insbesondere Heizungsumwälzpumpe ist. 14. Centrifugal pump according to one of the preceding claims, characterized in that the centrifugal pump is an in-line pump, in particular a heating circulating pump.
15. Verfahren zur Montage eines Elektronikgehäuses für eine Kreiselpumpe nach ei nem der vorstehenden Ansprüche, mit den Schritten: a. Positionieren und Fixieren der ersten Platine (12) innerhalb des ersten Gehäuseteils (10), b. Positionieren und Fixieren der zweiten Platine (13) innerhalb des zweiten Gehäuseteils (11), c. Einbringen des wenigstens einen Stiftverbinders (15) in die Stiftaufnahme (15a) der ersten oder zweiten Platine (12, 13) vor oder nach der Fixierung der entsprechenden Platine (12, 13) innerhalb des Gehäuseteils (10, 11), und d. Zusammenfügen der Gehäuseteile (10, 11) bei gleichzeitiger Herstellung der elektrischen Verbindung der Platinen (12, 13) mittels des wenigstens einen Stiftverbinders (15) unter Ausnutzung der wenigstens einen Monta gehilfe (18a, 20). Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Positionie rung der ersten Platine (12) innerhalb des ersten Gehäuseteils (10) Zentrierstifte (20) durch zugeordnete Durchgangsbohrungen (17) der ersten Platine (12) durch geführt werden und beim Zusammenfügen der Gehäuseteile (10, 11) die Zentrier stifte (20) durch Durchgangsbohrungen (16) der zweiten Platine (13) durchgeführt werden, bis der wenigstens eine Stiftverbinder (15) vollständig in die Stiftauf nahme (15) der zweiten Platine (13) gesteckt ist. 15. A method for assembling an electronics housing for a centrifugal pump according to egg nem of the preceding claims, with the steps: a. Positioning and fixing the first circuit board (12) within the first housing part (10), b. Positioning and fixing the second circuit board (13) within the second housing part (11), c. Inserting the at least one pin connector (15) into the pin receptacle (15a) of the first or second circuit board (12, 13) before or after fixing the corresponding circuit board (12, 13) within the housing part (10, 11), and d. Assembling the housing parts (10, 11) while at the same time establishing the electrical connection of the circuit boards (12, 13) by means of the at least one pin connector (15) using the at least one assembly assistant (18a, 20). Method according to Claim 15, characterized in that when positioning the first circuit board (12) within the first housing part (10), centering pins (20) are passed through associated through-holes (17) in the first circuit board (12) and when the housing parts are assembled (10, 11) the centering pins (20) through through-holes (16) of the second circuit board (13) are performed until the at least one pin connector (15) is completely in the pin receptacle (15) of the second circuit board (13) is inserted.
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