DE10352251A1 - Vorrichtung zur Führung und Positionierung von elektrischen Bauteilen - Google Patents
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Abstract
Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Halterung von wenigstens
einem, vorzugsweise drei, elektrischen Bauteilen und zur Führung von
an den Bauteilen angeschlossenen Anschlussdrähten mit einer Basisplatte
(10), auf deren ersten Seitenfläche
(1) Halterungselemente (20) für
die Bauteile und auf deren zweiter entgegengesetzt liegender Seitenfläche (2)
ein von dieser vorspringender Wandabschnitt (30) mit einer parallel zur
zweiten Seitenfläche
(2) verlaufenden Stirnkante (31) angeordnet sind, und wobei zwischen
der Stirnkante (31) und der ersten Seitenfläche (1) Führungskanäle (40) verlaufen, durch welche
die Anschlussdrähte
der Bauteile hindurchführbar
sind.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Führung und Positionierung von elektrischen Bauteilen, insbesondere Spulen, und daran befindlichen Anschlussdrähten, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 19.
- In elektronischen Wasserzählern, insbesondere in Mehrstrahl-Flügelradzählern, erfolgt die Messwerterfassung mittels einer elektronischen Flügelradabtastung, wobei die Drehung des Flügelrades elektronisch mittels einer induktiven Schwingkreisdämpfung erfasst und von einer nachgeschalteten Elektronik ausgewertet wird.
- Bei der aus der
EP 1 325 286 A1 bekannten Einrichtung zur kontaktlosen Messung des Drehzustandes des Flügelrades eines Flügelradwasserzählers werden mittels dreier Schwingkreisspulen, welche im Raum über einer Sensoroberfläche, beispielsweise einem Kupferplättchen, ein magnetisches Feld erzeugen, und einer nachgeschalteten Auswerteelektronik die Messwerte, d.h. die Zahl der Umdrehungen des Flügelrades, erfasst und ausgewertet. - Die Spulen sind dazu auf der Oberfläche einer kreisförmigen Platine in der Nähe des abzutastenden Flügels des Flügelrades angebracht; die Anschlussdrähte der Spulen sind frei zu einer Hauptplatine, auf welcher die Auswerteelektronik zur Messwerterfas sung angeordnet ist, geführt und dort mit darauf befindlichen Anschlusselementen verlötet. Dadurch ist die Positionierung der Spulen nur in horizontaler Lage zum Flügelrad des Wasserzählers Hauptplatine möglich.
- Um einen rückwirkungsfreien Flügelradabgriff mittels der induktiven Schwingkreisdämpfung zu erreichen, sind die Spulenkörper jeweils in gleichem Abstand vom Mittelpunkt der kreisförmigen Platine angeordnet.
- Für Anordnung der Spulen und die freigeführte flexible Verbindung der Anschlussdrähte der Spulen mit der Hauptplatine sind ein hoher Platzbedarf sowie eine kostenintensive und aufwendige Montage nötig.
- Um die Funktion der Flügelradabtastung zu gewährleisten, müssen die Spulenkörper horizontal zum Flügelrad positioniert und einen in einem gewissen Mindestabstand vom Kupferplättchen horizontal angeordnet sein. Weiterhin muss das Zentrum eines jeden Spulenkörpers mittig oberhalb der dämpfenden Kupferfläche liegen.
- Die ungeschützte Anordnung der Spulen und ihrer Verdrahtung mit der Hauptplatine bieten einen unzureichenden Schutz vor äußeren Einwirkungen, wie beispielsweise Verunreinigungen und Erschütterungen.
- Der Erfindung liegt demgemäss die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Führung und Positionierung von elektrischen Bauteilen, insbesondere Spulen, und daran befindlichen Anschlussdrähten, anzugeben, mit der bei einfacher Montage der Bauteile eine wenig Raum benötigende Anordnung erzielbar ist.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
- Erfindungsgemäß also umfasst die Vorrichtung, im folgenden auch Bauteilehalterung genannt, eine Basisplatte, auf deren ersten Seitenfläche Halterungselemente für die Bauteile und auf deren zweiter entgegengesetzt liegender Seitenfläche ein von dieser vorspringender Wandabschnitt mit einer parallel zur zweiten Seitenfläche verlaufenden Stirnkante angeordnet sind, und wobei zwischen der Stirnkante und der ersten Seitenfläche Führungskanäle verlaufen, durch welche die Anschlussdrähte der Bauteile hindurchführbar sind.
- Die Erfindung ist für elektrische Geräte, Baugruppen und Bauteile, insbesondere für eine Messwerterfassung in Wasserzählern, vorgesehen, wobei eine kreisförmige Positionierung der elektrischen Bauteile, wie beispielsweise Spulen oder Kondensatoren, und eine Anordnung der Anschlussdrähte der Bauteile nebeneinander in einer Ebene erreicht werden soll.
- Die auf der ersten Seitenfläche der Basisplatte angeordneten Halterungselemente sind als senkrecht von der ersten Seitenfläche vorspringende zylindrische Hohlkörper ausgebildet, so dass auf sie elektrische Bauteile mit einer an den Hohlkörper angepassten Durchgangsaufnehmung aufsetzbar oder in die Hohlkörper der Halterungselemente einführbar sind.
- Die Halterungselemente sind weiterhin jeweils in gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Basisplatte angeordnet und gleichmäßig auf der Basisplatte verteilt.
- Die Bauteile werden mit der Seite an welcher die Anschlussdrähte angebracht sind, zuerst auf bzw. in die Halterungselemente montiert. Durch die vorteilhafte Aufnahme der Bauteile auf oder in den Halterungselementen ist die Verwendung einer zusätzlichen Platine für die Befestigung der Bauteile nicht mehr erforderlich.
- Im vorspringenden Wandabschnitt sind bis zu den Halterungselementen durchgehende Führungskanäle zur Aufnahme und Führung der Anschlussdrähte der Bauteile eingebracht, wobei die Mündungen der Führungskanäle in einer Linie und parallel zur Ebene der Basisplatte angeordnet sind. Durch die Führung der Anschlussdrähte der Bauteile in den Führungskanälen ist die Verwendung von kostenintensiven freigeführten flexiblen Anschlussdrähten nicht mehr notwendig und der Platzbedarf für die Anschlussdrähte und somit für die gesamte Bauteileanordnung verringert sich.
- Mit der Aufnahme der Anschlussdrähte in den Führungskanälen und der Bauteile in den Halterungselementen entfällt die Verwendung einer zusätzlichen Platine für die Anordnung und Befestigung der Bauteile. Weiterhin ist damit auch ein Schutz der Bauteile und ihrer Anschlussdrähte gegen äußere Einwirkungen erreichbar.
- Die Führungskanäle, deren Anzahl wenigstens der Anzahl der Anschlussdrähte der elektrischen Bauteile entsprechen, führen die Anschlussdrähte der in gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Basisplatte angeordnete Bauteile in eine lineare Anordnung.
- Auf den vorspringenden Wandabschnitt der Bauteilehalterung ist ein Aufsatzteil beispielsweise mittels einer Steckverbindung aufbringbar, welches je einen zu den jeweiligen Führungskanälen des vorspringenden Wandabschnittes gleichartigen weiteren Führungskanal umfasst. Das Aufsatzteil ist so ausgeführt, dass es von der mit dem vorspringenden Wandabschnitt verbindbaren Seite zur entgegengesetzten Seite verjüngt und zur Führung der aus dem vorspringenden Wandabschnitt herausragenden Anschlussdrähte vorgesehen ist. Weiterhin wird mit der besonderen Ausführungsform des Aufsatzteils erreicht, dass dieses Teil nicht falsch montiert werden kann.
- Die Bauteilhalterung und das Aufsatzteil werden vorzugsweise als kostengünstiges zweiteiliges Kunststoffspritzteil ausgebildet.
- Mittels der zweiteiligen Ausführung der Bauteilehalterung und des Aufsatzteils wird eine einfache Montage der elektrischen Bauteile ohne zusätzlichen Montageaufwand insbesondere auch in Bezug auf die Verbindung der Anschlussdrähte der Bauteile beispielsweise mit einer auf einer weiteren Platine, im folgenden auch Hauptplatine genannt, befindlichen Anschlusselementen einer Auswerteelektronik zur Messwerterfassung, erreicht.
- Durch die kreisförmige Positionierung der elektrischen Bauteile und die Führung der Anschlussdrähte der Bauteile auf einer Linie wird ein sehr geringer Platzbedarf zum Kontaktieren der Anschlussdrähte auf der beispielsweise eine Messelektronik aufnehmenden Hauptplatine benötigt.
- Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in weiteren Unteransprüchen und der Beschreibung angegeben.
- Anhand von dem in den
1 bis3 dargestellten Ausführungsbeispiel sollen die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen, Verbesserungen und weitere Vorteile der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden. - Es zeigen:
-
1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauteilehalterung zur Führung und Positionierung von Spulen, -
2 eine Ausführungsform eines Aufsatzteils zur Führung der aus dem vorspringenden Wandabschnitt der Bauteilehalterung herausragenden Anschlussdrähte, und -
3 eine Ausführungsform eines Wasserzählers mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Führung und Positionierung der Spulen. - Die in der in
1 gezeigte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Bauteilehalterung8 zur Führung und Positionierung von Spulen, welche für eine elektrische rückwirkungsfreie Flügelradabtastung eines Wasserzählers mittels einer induktiven Schwingkreisdämpfung eingesetzt werden, umfasst eine kreisförmige Basisplatte10 , auf deren ersten Seitenfläche1 zylinderförmige Halterungselemente20 für die Aufnahme und Halterung von Spulenkörpern und auf deren zweiten entgegengesetzt liegenden Seite2 ein von dieser vorspringender Wandabschnitt30 zur Führung der Anschlussdrähte der Spulen mit einer parallel zur zweiten Seitenfläche2 verlaufenden Stirnkante31 angeordnet sind. Die Halterungselemente20 sind als zylindrische Hohlkörper ausgeführt und senkrecht zur der Ebene der Basisplatte10 sowie jeweils in gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Basisplatte10 angeordnet und gleichmäßig auf der Basisplatte10 verteilt. Damit wird eine optimale Anordnung der Schwingkreisspulen für eine kontaktlose Messung des Drehzustandes des Flügelrades eines Flügelradwasserzählers mittels einer induktiven Schwingkreisdämpfung erreicht. - Die zylinderförmigen Halterungselemente
20 zur Führung der Spulen weisen jeweils zwei gegenüberliegende axial verlaufende Schlitze100 ,100a auf, wobei die Schlitze100 ,100a eine Ebene aufspannen, die durch die Mittelachse der Basisplatte10 verläuft. Mit der Anordnung der Schlitze100 ,100a wird ein nachträgliches Schwinden der zylindrischen Hohlkörper der Halterungselemente20 dazu ausgenutzt, dass die Spulen in ihre Halterungen geklemmt werden. - Die Führungskanäle
40 münden mit je zwei Öffnungen ins Innere der zylinderförmigen Halterungselemente20 . - Der vorspringende Wandabschnitt
30 umfasst drei Kanalgehäuseelemente31 ,32 ,33 , welche miteinander eine einstückige Einheit bilden und jeweils in einem spitzen Winkel bezogen auf die Senkrechte der Basisplatte10 angeordnet sind. Die beiden äußeren Kanalgehäuseelemente31 ,33 sind in einem kleineren Winkel bezogen auf die Senkrechte der Basisplatte10 ausgeführt, wodurch die Führung der Anschlussdrähte der Spulen in die Führungskanäle40 erleichtert wird. - Die Öffnungen der Führungskanäle
40 an der Stirnkante des vorspringenden Wandabschnitts30 liegen von in einer Ebene, welche senkrecht zur Basisplatte10 und durch den Mittelpunkt der Basisplatte10 verläuft. - An der der Basisplatte
10 zugewandten Seite der äußeren Schlitze100 der Halterungselemente20 ist jeweils ein Anschlag vorhanden, welcher die Spule im Kunststoffspritzteil horizontal fixiert und zum Ausgleich von Bauteiltoleranzen vorgesehen ist. - Die Basisplatte
10 ist für eine Befestigung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem Bauträger, beispielsweise einem Gehäuse eines Mehrstrahl-Flügelradzählers, ausgeführt. Dazu weist die Basisplatte10 drei in den Umfang der Basisplatte einmündende radial verlaufende Schlitzpaare70 auf, zwischen denen jeweils ein federnder Steg60 mit jeweils einer am freien Ende angeformten Rastnase90 gebildet ist. Die federnden Stege60 sind gleichmäßig verteilt, so dass sie zwischen sich einen Winkel von 120° einnehmen. Funktion der Rastnasen90 ist, wie in3 aufgezeigt, eine Hauptplatine4 mit einem Kontaktgummi für eine Anzeigeeinrichtung5 zu kontaktieren und unter Spannung zu halten, sodass ein einwandfreies Ablesen der Anzeigeeinrichtung5 hiermit unterstützt wird. - Für die Montage der Spulen werden zuerst die Anschlussdrähte und danach die Spulenkörper so durch die Halterungselemente
20 und die Führungskanäle40 geführt, dass die Anschlussdrähte aus den Führungskanälen40 der Bauteilehalterung8 herausragen. - Auf der Oberfläche des vorspringenden Wandabschnittes
30 sind zwischen jeweils zwei Führungskanälen40 weitere Einkerbungen50 für eine steckbare Verbindung der Bauteilehalterung8 mit einem Aufsatzteil21 , welches in der2 beschrieben ist, angebracht, wodurch das Aufsatzteil21 nur in einer festgelegten Art und Weise montiert werden kann. - In
2 ist eine Ausführungsform des Aufsatzteils21 zur Führung der aus dem vorspringenden Wandabschnitt30 der Bauteilehalterung8 herausragenden Anschlussdrähte gezeigt, welches mittels einer lösbaren Verbindung, beispielsweise aufsteckbar oder einrastbar, mit dem vorspringenden Wandabschnitt30 verbindbar ist und jeweils zu den jeweiligen Führungskanälen40 des vorspringenden Wandabschnittes30 gleichartige weitere Führungskanäle41 aufweist, so dass durch die Führungskanäle40 ,41 jeweils ein Durchgangskanal von der ersten Seitenfläche1 bis zur Stirnkante des Aufsatzteils21 gebildet ist. - Das Aufsatzteil
21 verjüngt sich von der mit dem vorspringenden Wandabschnitt30 verbindbaren Seite zur gegenüberliegenden Seite, welche auch Aufsatzseite210 genannt wird, wodurch sich der Platzbedarf der anzulötenden Anschlussdrähte der Spulen auf einer die Auswerteelektronik aufnehmenden Hauptplatine4 weiter verringert. - An der Aufsatzseite
210 des Aufsatzteils21 auf die Hauptplatine4 sind zwei Führungszapfen200 für eine einfache Montage der Anschlussdrähte der Spulen auf der Hauptplatine4 angebracht, wodurch gewährleistet ist, dass beim Aufsetzen des Aufsatzteils21 auf den vorspringenden Wandabschnitt30 der Bauteileführung die Mündungen der Führungskanäle40 fluchten, so dass die Führungskanäle sich im Aufsatzteil21 fortsetzen. - Die asymetrische Anordnung der beiden Führungszapfen
200 an der Unterseite des Aufsatzes und der hierfür vorgesehenen Bohrungen im vorspringenden Wandabschnitt30 der Bauteileführung gewährleisten eine richtige Montage des Aufsatzteiles21 mit der Bauteilehalterung8 . - In der
3 ist eine Ausführungsform eines Mehrstrahl- Flügelradwasserzählers mit der erfindungsgemäßen Bauteilehalterung8 und dem darauf befindlichen Aufsatzteil21 aufgezeigt, wobei die kontaktlose Messung des Drehzustandes des in einem Flügelradbecher14 auf einer Flügelwelle18 angeordneten Flügelrades mittels dreier von der Bauteilehalterung8 aufgenommenen Schwingkreisspulen12 erfolgt. Die Spulen12 sind dazu in in der Nähe des abzutastenden Flügels19 des Flügelrades angeordnet, und die Anschlussdrähte der Spulen12 sind durch die Kanäle40 ,41 der Bauteilehalterung8 und des Aufsatzteils21 zu einer Hauptplatine4 , auf welcher sich eine Anzeigeeinrichtung5 befindet, geführt und mit dieser verlötet.
Claims (19)
- Vorrichtung zur Halterung von wenigstens einem, vorzugsweise drei, elektrischen Bauteilen und zur Führung von an den Bauteilen angeschlossenen Anschlussdrähten, gekennzeichnet, durch – eine Basisplatte (
10 ), auf deren ersten Seitenfläche (1 ) Halterungselemente (20 ) für die Bauteile und auf deren zweiter entgegengesetzt liegender Seitenfläche (2 ) ein von dieser vorspringender Wandabschnitt (30 ) mit einer parallel zur zweiten Seitenfläche (2 ) verlaufenden Stirnkante (31 ) angeordnet sind, und – wobei zwischen der Stirnkante (31 ) und der ersten Seitenfläche (1 ) Führungskanäle (40 ) verlaufen, durch welche die Anschlussdrähte der Bauteile hindurchführbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (
20 ) als senkrecht von der ersten Seitenfläche (1 ) vorspringende zylindrische Körper ausgebildet sind, so dass auf sie elektrische Bauteile mit einer daran angepassten Durchgangsausnehmung aufsetzbar sind. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (
20 ) als senkrecht von der ersten Seitenfläche (1 ) vorspringende zylindrische Höhlkörper ausgebildet sind, so dass in sie elektrische Bauteile einführbar sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungselemente (
20 ) jeweils in gleichem Abstand vom Mittelpunkt der Basisplatte (10 ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Halterungselemente (
20 ) axial verlaufende Schlitze (100 ), (100a ) zur Aufnahme der elektrischen Bauteile eingebracht sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Schlitz (
100 ), (100a ) wenigstens einen Anschlag zur Fixierung der Bauteile aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskanäle (
40 ) in der ersten Seitenfläche (1 ) ins Innere der Halterungselemente (20 ) einmünden. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile mit der die Anschlussdrähte aufweisenden Seite zuerst in die Halterungselemente (
20 ) einsetzbar sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (
10 ) so ausgeführt ist, dass die Vorrichtung in ein Gehäuse einsetzbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (
10 ) für eine Kontaktierung mit einer Anzeigeeinrichtung (5 ) wenigstens zwei in den Umfang der Basisplatte einmündende Schlitzpaare (70 ) und zwischen den Schlitzpaaren (70 ) jeweils einen federnden Steg (60 ) mit jeweils einer darauf befindlichen Rastnase (90 ) aufweist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (
10 ) kreisförmig ausgeführt ist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorspringende Wandabschnitt (
30 ) wenigstens drei Kanalgehäuseelemente (31 ), (32 ), (33 ) umfasst, welche miteinander eine einstückige Einheit bilden und jeweils in einem spitzen Winkel bezogen auf die Senkrechte der Basisplatte (10 ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf den vorspringenden Wandabschnitt (
30 ) ein Aufsatzteil (21 ) aufsetzbar ist, welches zu den jeweiligen Führungskanälen (40 ) des vorspringenden Wandabschnittes (30 ) gleichartige weitere Führungskanäle (41 ) umfasst. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Aufsatzteil (
21 ) von der mit dem vorspringenden Wandabschnitt (30 ) verbindbaren Seite zur gegenüberliegenden Seite, auch Aufsatzseite (210 ) genannt, verjüngt. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Aufsatzseite (
210 ) des Aufsatzteils (21 ) wenigstens ein Führungszapfen (200 ) angebracht ist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilhalterung und das Aufsatzteil (
21 ) als zweiteiliges Kunststoffspritzteil ausgebildet sind. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der vorspringende Wandabschnitt (
30 ) mittels einer lösbaren Verbindung mit dem Aufsatzteil (21 ) verbindbar ist. - Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf bzw. in die Halterungselemente (
20 ) montierten elektrischen Bauteile Spulen (12 ) sind. - Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche für einen Mehrstrahl-Flügelradzählers mit einer elektronischen Flügelradabtastung.
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