DE10139837A1

DE10139837A1 - Arrangement and method for automatically checking at least one connector used for electrical contacting

Info

Publication number: DE10139837A1
Application number: DE2001139837
Authority: DE
Inventors: Bernd Mueller
Original assignee: BSH Bosch und Siemens Hausgeraete GmbH
Current assignee: BSH Hausgeraete GmbH
Priority date: 2001-08-14
Filing date: 2001-08-14
Publication date: 2003-02-27
Also published as: AU2002333390A1; WO2003017429A2; WO2003017429A3

Abstract

The invention relates to an assembly for the largely automatic inspection of at least one electrical plug-in connection, used to make electrical contact, on operating electrical devices, such as household goods, HiFi systems or similar, said devices comprising at least two partially overlapping contact partners. Said assembly comprises at least one sensor unit for sensing the electrical plug-in connection, at least in the overlapping zone of the contact partners. Said sensor unit is configured as a sensor for detecting thermal radiation.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur automatischen Überprüfung wenigstens einer zur elektrischen Kontaktierung dienenden Steckverbindung mit zumindest zwei teilweise überlappend angeordneten Kontaktpartnern, und mit mindestens einer Sensoreinrichtung zum Erfassen der elektrischen Steckverbindung, zumindest im Überlappungsbereich der Kontaktpartner. The invention relates to an arrangement and a method for automatic checking at least one plug connection serving for electrical contacting at least two partially overlapping contact partners, and with at least a sensor device for detecting the electrical connector, at least in Overlap area of the contact partners.

Bei Geräten der Konsumgüterindustrie, wie beispielsweise elektrisch/elektronischen Geräten, wie Haushaltsgeräten oder dergleichen sowie bei Datenverarbeitungsgeräten kommen eine Vielzahl von elektrischen Steckverbindungen beispielsweise in Form von auf Flachsteckern aufgesteckten Steckhülsen zum Einsatz. Aufgrund der Vielzahl der darin zur Anwendung kommenden elektrischen Steckverbindungen kann es durchaus vorkommen, dass die elektrische Kontaktierung zwischen den beiden elektrischen Kontaktpartnern mangelhaft ist, d. h. die elektrische Leitfähigkeit der zusammengesteckten Kontaktpartner nicht oder nur unzureichend gewährleistet ist. Eine derart elektrisch unzureichende Leitfähigkeit zwischen zwei Kontaktpartnern kann verschiedenste Ursachen, wie Montagemängel aber auch Herstellungsmängel wie beispielsweise unzulässige Toleranzabweichungen an den Kontaktpartnern haben. Unabhängig davon, auf welche Ursachen eine mangelnde elektrische Kontaktierung zwischen zwei Kontaktpartnern zurückzuführen ist, kann ein solcher Fehler schwerwiegende Folgen nach sich ziehen, wie zum Beispiel ein daraus resultierender Kabel- oder Gerätebrand, da die unzureichende Kontaktierung eine wesentliche Erhöhung des Durchgangswiderstandes zwischen den beiden Kontaktpartnern und dadurch eine deutliche Erwärmung der Kontaktstelle, je nach auftretenden Übergangswiderstand, mit sich bringt. For devices in the consumer goods industry, such as electrical / electronic Devices, such as household appliances or the like, and in data processing equipment come a variety of electrical connectors, for example in the form of plug-in sleeves attached to flat plugs. Because of the multitude of it can be used in electrical connectors used occur that the electrical contact between the two electrical Contact partners is deficient, d. H. the electrical conductivity of the mated Contact partner is not or only insufficiently guaranteed. Such an electric one Inadequate conductivity between two contact partners can be very different Causes such as assembly defects but also manufacturing defects such as have impermissible tolerance deviations at the contact partners. Independently of, what causes a lack of electrical contact between two Such contacts can be serious, such an error can have serious consequences result, such as a resulting cable or device fire, because the insufficient contacting a substantial increase in the Contact resistance between the two contact partners and therefore one significant warming of the contact point, depending on the contact resistance that occurs brings itself.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen vorzuschlagen, aufgrund welcher Kontaktierungsfehler zwischen zwei durch Stecken zusammengefügte elektrische Kontaktpartner rasch erkannt und lokalisiert werden können. The invention has for its object to propose measures based on which Contacting error between two electrical components joined by plugging Contact partners can be quickly recognized and localized.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung nach Anspruch 1 bzw. durch ein Verfahren nach Anspruch 6 gelöst. This object is achieved by an arrangement according to claim 1 or by a method solved according to claim 6.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich auch in einem komplexen Geräteaufbau mit einer Vielzahl von elektrischen Steckverbindungen, bestehend aus zwei durch Stecken zusammengefügten Kontaktpartnern, die Steckverbindung oder die Steckverbindungen während des Betriebes des Gerätes vollkommen selbsttätig für den Fall erfassen und lokalisieren, wenn sich aufgrund einer ungenügenden elektrischen Kontaktierung ein erhöhter Übergangswiderstand und damit eine erhöhte Wärmeabgabe an der Steckverbindung oder den Steckverbindungen ergibt. Durch den erfindungsgemäßen Gedanken ist folglich zumindest weitestgehend sichergestellt, dass elektrische Geräte mit elektrischen Steckverbindungen großseriengerecht Zeit- und kostenoptimiert hinsichtlich der Qualität der Steckverbindungen im Rahmen einer sogenannten "Geräteendprüfung" wenigstens annähernd ohne zusätzlichen Personaleinsatz überprüft werden können und im Fehlerfall, d. h. bei mangelnder elektrischer Leitfähigkeit zwischen den zusammengefügten Kontaktpartnern, ausgesondert werden. Let by the inventive arrangement or the inventive method even in a complex device structure with a variety of electrical Plug connections, consisting of two assembled by plugging Contact partners, the plug connection or the plug connections during the Detect and locate the operation of the device completely automatically in the event that increased due to insufficient electrical contact Contact resistance and thus an increased heat emission at the connector or the connectors. By the idea of the invention is consequently at least largely ensured that electrical devices with electrical Plug connections suitable for large series Time and cost-optimized in terms of quality the plug connections as part of a so-called "final device test" at least can be checked almost without additional personnel and in the event of a fault, d. H. if there is a lack of electrical conductivity between the merged Contact partners to be discarded.

Besonders kostengünstig und sicher erfasst werden können elektrische Steckverbindungen mit mangelnder elektrischer Leitfähigkeit zwischen den Kontaktpartnern, wenn nach einer bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, dass der Sensor als Infrarotsensor ausgebildet ist. Electrical can be recorded particularly inexpensively and reliably Plug connections with insufficient electrical conductivity between the Contact partners if, according to a preferred embodiment of the subject According to the invention it is provided that the sensor is designed as an infrared sensor.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass der Sensor als lnfrarotkamera ausgebildet ist. According to a further preferred embodiment of the subject of the invention provided that the sensor is designed as an infrared camera.

Durch den Einsatz einer Infrarotkamera ist nicht nur die nichtintakte elektrische Steckverbindung zwischen den Kontaktpartnern lokalisierbar, sondern zugleich auch eine fotografische Abbildung der nicht - oder schlechtleitenden Steckverbindung herstellbar. By using an infrared camera it's not just the intact electrical one Plug connection between the contact partners can be localized, but also a Photographic illustration of the non - or poorly conducting plug connection can be produced.

Entsprechend einer nächsten bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung ist vorgesehen, dass die Infrarotkamera als CCD-Kamera ausgebildet ist. According to a next preferred embodiment of the subject of The invention provides that the infrared camera is designed as a CCD camera.

Durch den Einsatz einer derartigen Kamera liegen die von dem auf Wärmestrahlung empfindlichen Sensor ausgehenden Ausgangssignale bereits in digitaler Form zur unmittelbaren Weiterverarbeitung beispielsweise für eine elektronische Auswerteeinheit in Form einer Datenverarbeitungsanlage vor, wobei die Daten durch die CCD-Kamera zusätzlich gespeichert werden. By using such a camera, the heat radiation is on the one sensitive sensor outgoing output signals already in digital form immediate further processing, for example for an electronic evaluation unit in Form of a data processing system before, the data through the CCD camera can also be saved.

Besonders günstig im Hinblick auf eine großseriengerechte, Zeit- und kostenoptimierte Überprüfung ausgelegt ist die Anordnung und das Verfahren zur Durchführung der Anordnung zur Überprüfung einer aus einer Steckverbindung resultierenden elektrischen Kontaktierung bezüglich der Leitfähigkeit dieser Steckverbindung, wenn nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung vorgesehen ist, dass die Anordnung eine elektronische Auswerteeinheit umfasst. Particularly favorable with regard to a large-scale, time and cost-optimized The arrangement and the procedure for carrying out the test is designed Arrangement for checking an electrical resulting from a plug connection Contacting regarding the conductivity of this connector, if after a a further preferred embodiment of the subject matter of the invention is provided, that the arrangement comprises an electronic evaluation unit.

Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines vereinfacht rein schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen: The invention is simplified in the following description based on a schematically illustrated embodiment. Show it:

Fig. 1 ein Transportband für elektrische Geräte mit elektrischen Steckverbindungen, die von einer an eine elektronische Auswerteeinheit angeschlossenen Sensoreinheit für Wärmestrahlung detektierbar sind, Fig. 1 is a conveyor belt for electrical devices with electrical connectors that are detectable from a connected to an electronic evaluation unit sensor unit for heat radiation,

Fig. 2 eine der elektrischen Steckverbindungen gem. Fig. 1 in funktionsgerechten Zustand in Draufsicht, Fig. 2 one of the electrical connectors acc. Fig. 1 in operational condition, in plan view,

Fig. 3 die Steckverbindung gem. Fig. 2 in Schnittdarstellung, gem. der Schnittlinie III-III, Fig. 3 shows the connector according. Fig. 2 in a sectional view, according to. the section line III-III,

Fig. 4 eine zweite Steckverbindung gem. Fig. 1, in funktionsuntauglichem Zustand in Draufsicht, Fig. 4 shows a second connector according. Fig. 1, in funktionsuntauglichem state in plan view;

Fig. 5 die Steckverbindung gem. Fig. 4 in Schnittdarstellung gemäß der Schnittlinie V-V. Fig. 5 the connector according to. Fig. 4 in a sectional view along the section line VV.

Fig. 6 und Fig. 2 ein Verfahrensablaufschema zum Detektieren der elektrischen Steckverbindung. Fig. 6 and Fig. 2 is a process flow diagram for detecting the electrical connector.

Gemäß Fig. 1 ist rein schematisch ein in der Großserienfertigung von elektrischen Geräten wie beispielsweise Hausgeräten, HiFi-Geräten oder dergleichen zum Einsatz kommendes Transportband 10 gezeigt, auf dem ein grob skizziert angedeutetes elektrisches Gerät 11 zum Weitertransport im Rahmen einer Geräteendprüfung angeordnet ist. Das elektrische Gerät 11 ist mit einer nicht gezeigten Netzleitung an eine ebenso nicht gezeigte Netzsteckdose angeschlossen und in Betrieb genommen. Das elektrische Gerät 11 besitzt ein Gerätegehäuse 12, innerhalb dessen ein nur ansatzweise gezeigtes elektrisches Bauteil 13 wie beispielsweise eine elektrische Leiterplatte, ein Elektromotor oder dergleichen vorgesehen ist, welches mit elektrischen Anschlussleitungen 14 kontaktiert ist. Zur Herstellung der elektrischen Kontaktierung sind elektrische Steckverbindungen 15 vorgesehen. FIG. 1 is purely schematic into large-scale production of electrical equipment such as household appliances, hi-fi equipment or the like for use coming conveyor belt 10, on which a rough sketch, indicated electrical device 11 is arranged for further transport in a Geräteendprüfung. The electrical device 11 is connected to a mains socket (also not shown) with a power line (not shown) and put into operation. The electrical device 11 has a device housing 12 , within which an only partially shown electrical component 13, such as an electrical circuit board, an electric motor or the like, is provided, which is in contact with electrical connecting lines 14 . Electrical plug connections 15 are provided for producing the electrical contact.

Diese sind wie insbesondere aus den Fig. 2 bis 4 hervorgeht, aus einem an dem elektrischen Bauteil 13 angeordneten Flachstecker 16 und einer an den elektrischen Anschlussleitungen 14 angebrachten Steckhülsen 17 gebildet. Die im Fügezustand befindlichen Kontaktpartner 16 und 17 bilden einen Überlappungsbereich X aus. As can be seen in particular from FIGS. 2 to 4, these are formed from a flat plug 16 arranged on the electrical component 13 and a plug sleeve 17 attached to the electrical connecting lines 14 . The contact partners 16 and 17 in the joining state form an overlap region X.

Bei den rein optisch als ordnungsgemäß hergestellten elektrischen Steckverbindungen (15) kann es durchaus vorkommen, dass die elektrische Kontaktierung zwischen dem Flachstecker 16 und der Steckhülse 17 aufgrund von unzulässigen Toleranzabweichungen dieser Bauteile oder Materialfehler oder dergleichen aber auch durch eine unsachgemäße Montage der elektrischen Kontaktpartner 16 und 17 entweder unterbrochen oder nur unzureichend hergestellt ist (siehe Fig. 4 und 5). In diesem Fall ergibt sich zwischen den scheinbar kontaktierten Bauteilen 16 und 17 ein erhöhter Übergangswiderstand, der in Abhängigkeit von der erzielten elektrischen Leitfähigkeit zwischen diesen Bauteilen 16 und 17 zu einer entsprechend daraus resultierenden Erwärmung der Steckverbindung 15 führt, wenn beim Betrieb des elektrischen Gerätes 11 an der Kontaktierungsstelle elektrische Spannung anliegt. Diese Erwärmung wird anhand eines zum Detektieren von Wärmestrahlung dienenden Sensors 18 detektiert, der im vorliegenden Fall als Infrarot-CCD-Kamera ausgebildet ist. Der Sensor 18 kann wie im vorliegenden Fall für die Auswertung seiner Ausgangssignale über Datenleitungen 19 mit einer elektronischen Auswerteeinheit 20, wie beispielsweise einer Datenverarbeitungsanlage, einem Personal-Computer oder dergleichen datentechnisch verbunden sein, die das Ausgangssignal des Sensors 18 datentechnisch aufbereitet. Im Fehlerfall wird durch die Auswerteeinheit 20 ein optisches oder akustisches Ausgangssignal oder eine Kombination von beiden Signalformen initiiert, wobei durch den Einsatz der CCD-Kamera 18, zugleich die Position der unzureichend kontaktierten Bauteile 16 und 17 lokalisiert und visualisiert wird. In the case of the electrical plug connections ( 15 ), which are produced purely optically as properly, it may well occur that the electrical contact between the flat plug 16 and the plug sleeve 17 due to impermissible tolerance deviations of these components or material defects or the like, but also due to improper installation of the electrical contact partners 16 and 17 is either interrupted or insufficiently manufactured (see FIGS. 4 and 5). In this case, there is an increased contact resistance between the apparently contacted components 16 and 17 which, depending on the electrical conductivity achieved between these components 16 and 17, leads to a corresponding heating of the plug connection 15 when the electrical device 11 is in operation there is electrical voltage at the contact point. This heating is detected on the basis of a sensor 18 used to detect thermal radiation, which in the present case is designed as an infrared CCD camera. The sensor 18 may be such as a data connection in this case for evaluation of its output signals via data lines 19 to an electronic evaluation unit 20, such as a data processing system, a personal computer or the like which processes the output signal of the sensor 18 for data processing. In the event of a fault, the evaluation unit 20 initiates an optical or acoustic output signal or a combination of both signal forms, the position of the insufficiently contacted components 16 and 17 being localized and visualized by the use of the CCD camera 18 .

Hierbei kann der Ansprechpegel der elektronischen Auswerteeinheit für ein beispielsweise optisches und/oder akustisches Fehlersignal derart eingestellt sein, dass die Fehlersignalanzeige erst dann eintritt, wenn eine bestimmte Mindestleitfähigkeit zwischen dem zu einer elektrischen Steckverbindung 15 zusammengeführten Flachstecker 16 und der Steckhülse 17 nicht erreicht ist und somit ein gewisses Gefahrenpotential für einen Kabelbrand oder sogar einen Geräteabbrand besteht. In this case, the response level of the electronic evaluation unit for an optical and / or acoustic error signal, for example, can be set such that the error signal is only displayed when a certain minimum conductivity between the flat connector 16 merged into an electrical plug connection 15 and the plug sleeve 17 has not been reached, and thus there is a certain danger for a cable fire or even a device fire.

Zur Überprüfung der elektrischen Leitfähigkeit einer hergestellten elektrischen Steckverbindung wird das elektrische Gerät 11 mittels des Transportbandes 10 kontinuierlich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren am dreidimensional selbsttätig bewegbaren Sensor 18 vorbeigeführt, der aufgrund seiner hohen Empfindlichkeit für Wärmestrahlung die über einem voreingestellten Sollwert liegende Wärmeabgabe der elektrischen Steckverbindung 15 selbsttätig zu erfassen vermag. Die Erfassung der Steckverbindung 15 geschieht dabei zweckmäßigerweise im Überlappungsbereich X des Flachsteckers 16 mit der Steckhülse 17. Die vom Sensor 18 erfasste Wärmestrahlung der elektrischen Steckverbindung 15 wird im vorliegenden Fall, da der Sensor 18 als CCD- Kamera ausgebildet ist, in einem bereits dazu korrespondierendes digitales Ausgangssignal umgewandelt und über die Datenleitung 19 an die elektronische Auswerteeinheit 20 übertragen, die für den Fall, dass das von der CCD-Kamera eingehende Eingangssignal einen voreingestellten Sollwert überschreitet, einen Fehler diagnostiziert, diesen anzeigt und die Position der elektrisch fehlerhaften Steckverbindung 15 beschreibt. To check the electrical conductivity of an electrical plug connection that has been produced, the electrical device 11 is continuously guided past the three-dimensionally automatically movable sensor 18 by means of the conveyor belt 10 in accordance with the method according to the invention, which sensor automatically emits the heat output of the electrical plug connection 15 that is above a preset setpoint value due to its high sensitivity to heat radiation is able to grasp. The plug connection 15 is expediently detected in the overlap region X of the flat plug 16 with the plug sleeve 17 . In the present case, since the sensor 18 is designed as a CCD camera, the thermal radiation of the electrical plug connection 15 detected by the sensor 18 is converted into a digital output signal that already corresponds to this and is transmitted via the data line 19 to the electronic evaluation unit 20 , which is appropriate for the case that the input signal coming from the CCD camera exceeds a preset target value, diagnoses an error, indicates it and describes the position of the electrically faulty plug connection 15 .

Claims

1. Arrangement for at least largely automatic checking of at least one electrical connector used for electrical contact in electrical devices in operation, such as household appliances, hi-fi devices or the like, with at least two at least partially overlapping contact partners, and with at least one sensor device for detecting the electrical Plug connection, at least in the overlap area of the contact partners, the sensor device being designed as a sensor ( 18 ) serving to detect thermal radiation.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the sensor as Infrared sensor is formed.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the sensor ( 18 ) is designed as an infrared camera.

4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the Infrared camera is designed as a CCD camera.

5. Arrangement according to one of claims 1-4, characterized in that the arrangement comprises an electronic evaluation unit ( 20 ).

6. A method of operating the arrangement according to claims 1-5, for at least largely automatic checking of at least one plug connection serving for electrical contacting when electrical devices in operation, such as household appliances, hi-fi devices or the like, are used, the at least two at least partially overlapping contact partners The plug connection ( 15 ) can be detected at least in its overlap region by a sensor device which comprises a sensor ( 18 ) which is able to detect the thermal radiation emanating from the plug connection ( 15 ) and an electrical output signal corresponding thereto to an evaluation unit ( 20 ) which generates an error signal when the output signal deviates from a predetermined setpoint.