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Technisches
Fachgebiet
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Diese
Erfindung betrifft allgemein elektrische Steckverbinder und spezieller
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Abdecken eines Steckverbinders.
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Hintergrund
der Erfindung
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Elektrische
Steckverbinder werden bei verschiedenen Anwendungsfällen benutzt,
um ein einfaches Einbauen eines Bauteiles in ein System und eine
anschließende
Entnahme desselben zu ermöglichen,
wenn dies beispielsweise für
den Bauteile-Service, zum Prüfen
oder zum Austauschen angezeigt oder notwendig ist. Ein elektrischer
Steckverbinder ist betreibbar, um eine elektrische Information zwischen
dem System und dem Bauteil zu übertragen,
und er ist oftmals ein integraler Bestandteil eines Kabelbaumes.
An einen Steckverbinder werden in Bezug auf die speziellen Anwendungs-
und Umweltbedingungen Anforderungen hinsichtlich Qualität, Zuverlässigkeit
und Dauerhaftigkeit gestellt. Von einem elektrischen Steckverbinder
kann erwartet werden, dass er Verbindungen für Verdrahtungssysteme bereitstellt,
welche analoge und digitale elektrische Signaldaten, elektrische
Leistung und eine elektrische Erdung übertragen.
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Ein
elektrischer Steckverbinder kann an einem Ort zusammengebaut und
zu einem zweiten Ort zum Zusammenbauen mit einem Bauteil transportiert werden.
Das Bauteil mit dem angefügten
elektrischen Steckverbinder kann zu einem dritten Ort transportiert
werden, um in ein Subsystem eingebaut zu werden. Das Subsystem kann
dann zu einem vierten Ort transportiert werden, um in ein Endprodukt eingebaut
zu werden. An jedem Ort gibt es typische Anforderungen zum Prüfen und
Bewerten von Steckverbinder, Bauteil, Subsystem und Endprodukt.
Bei einem Beispiel geschieht dies mit einem Steckverbinder, welcher
zum Einbau in ein Verbrennungsmotorbauteil wie beispielsweise in
ein Zündmodul
oder in einen elektronischen Sensor vorgesehen ist. Das Bauteil
wird mit dem Steckverbinder zusammengebaut und geprüft. Das
Bauteil wird zum Motorenbau transportiert, um in den Motor eingebaut
zu werden, welcher anschließend
geprüft
wird. Der Motor wird zum Fahrzeugbau transportiert, um in ein Fahrzeug eingebaut
zu werden. Der elektrische Steckverbinder wird verschiedenen Umweltbedingungen
ausgesetzt, welche seine mechanische und elektrische Unversehrtheit
beim Transport und noch wahrscheinlicher in jeder nachfolgenden
Fertigungsanlage beeinträchtigten
könnten.
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Typischerweise
ist in jeder Stufe des Herstellungs- und Montageprozesses eine Prüfung erforderlich,
wobei verschiedene Arten der elektrischen Verbindung mit dem Steckverbinder
notwendig sind. Die Verbindung erfolgt manuell oder mittels einer
automatisierten Maschine, welche den Steckverbinder findet und die
Verbindung herstellt. Wenn eine automatisierte Maschine verwendet
wird, um die Verbindung zum Steckverbinder herzustellen, muss die Konstruktion
des Steckverbinders ein maschinenlesba res Element zur Identifikation
aufweisen. Wenn sich die Ausrichtung des Steckverbinders und der Steckverbinderanschlüsse nicht
in einer direkten Visierline befinden, kann für die automatisierte Maschine
eine mehrachsige Gelenkeinrichtung erforderlich sein, um einen wirksamen
Kontakt mit den Steckverbinderanschlüssen herzustellen. Die Einhaltung
enger Fertigungstoleranzen für
die Steckverbinderanschlüsse
ist ebenfalls erforderlich, um einen wirksamen Kontakt zu ermöglichen.
Es besteht ein Risiko einer Schädigung
des Steckverbinders bei jedem Kontakt mit einer äußeren Vorrichtung oder Maschine.
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Daher
besteht ein Bedarf nach einer Vorrichtung, welche einen Steckverbinder
für ein
Bauteil vor dem Einbau des Bauteiles in ein Endprodukt vor Beschädigung schützt. Ferner
besteht ein Bedarf, durch irgendeine Schutzvorrichtung hindurch
einen elektrischen Kontakt zu dem Bauelement herstellen zu können, sowie
ein Bedarf nach einer Schutzvorrichtung, welche mittels einer automatisierten
Vorrichtung zum Prüfen
und Messen des Bauteiles über
den Steckverbinder identifizierbar und leicht kontaktierbar ist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung eine abnehmbare
Abdeckung eines elektrischen Steckverbinders, welche äußere elektrisch
leitfähige
Elemente hat, wobei entlang einer passenden Achse der äußeren leitfähigen Auflagen
eine einzelne direkte Visierlinie vorgesehen ist. Wenn die Erfindung
in Verbindung mit einem äußeren Prüfwerkzeug
mit elektrischen Sonden benutzt wird, wird eine Mehrachsen- Gelenksonden-Ausrüstung durch
eine einfache Sonde mit einer einzigen Achse ersetzt. Die leitfähigen Auflagen
auf der Außenseite
der Steckverbinderabdeckung können
ausreichend groß ausgeführt werden,
um die Anforderungen an eine präzise
Ausrichtung der Sonden eines Prüfwerkzeuges
zu reduzieren. Die leitfähigen Auflagen
sind auf der Außenseite
der Steckverbinderabdeckung vorzugsweise in einer Weise ausgerichtet,
dass sich ein optimaler Zugang für
das Prüfwerkzeug
ergibt. Die Steckverbinderabdeckung ist dazu verwendbar, die inneren
Steckverbinderstifte vor äußerer Verschmutzung
zu schützen.
Die Sonden des Prüfwerkzeuges
haben keinen physischen Kontakt mit den Anschlussstiften des Steckverbinders,
was die Gefahr einer Schädigung
derselben ausschließt.
Die abnehmbare Abdeckung wird vorzugsweise in der Steckverbinder-Fertigungsanlage angebracht
und anschließend
bei Endmontage abgenommen und weggeworfen.
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Entsprechend
der vorliegenden Erfindung ist daher eine Vorrichtung zum Abdecken
eines Paarungsendes eines elektrischen Steckverbinders mit mindestens
einem leitfähigen
Anschluss vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst eine nicht leitfähige Abdeckung,
welche den elektrischen Steckverbinder schützt und das Paarungsende des
elektrischen Steckverbinders im Wesentlichen vollständig abdeckt.
Das äußere Ende
der nicht leitfähigen
Abdeckung ist im Allgemeinen eben und hat elektrisch leitfähige Auflagen
entsprechend einem der leitfähigen Anschlüsse des
Steckverbinders mit elektrisch leitfähigen Einrichtungen zum Verbinden
jeder der leitfähigen
Auflagen mit einem entsprechenden der leitfähigen Anschlüsse des
Steckverbinders. Die Vorrichtung, die die nicht leitfähige Abdeckung
enthält,
ist anschließend
abnehmbar.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung
aus recycelbarem Material aufgebaut ist, dass sie wegwerfbar oder
alternativ wiederverwendbar ist.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung
anschließend
abnehmbar ist und von Hand entfernbar ist.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass ein Flansch des
inneren Endes der Vorrichtung mechanisch festsitzend in den elektrischen Steckverbinder
eingepasst ist.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung
mit dem elektrischen Steckverbinder verschweißt oder alternativ als integriertes Element
des Körpers
des elektrischen Steckverbinders geformt ist.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung
das innere Ende der Abdeckung umfasst, welches mindestens einen
Vorsprung aufweist, wobei jeder Vorsprung mindestens einem der Anschlüsse des
Steckverbinders entspricht und jeder Vorsprung mit dem entsprechenden
Anschluss festsitzend eingepasst ist.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die elektrisch
leitfähige
Einrichtung der Vorrichtung eine Vielzahl leitfähiger Streifen umfasst, deren
jeder betreibbar ist, um elektrische Informationen zwischen einer
der leitfähigen
Auflagen und einem entsprechenden der leitfähigen Anschlüsse des Steckverbinders
zu leiten.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die leitfähigen Streifen
aus einer Unedelmetallfolie oder alternativ aus einer leitfähigen Tinte
oder aus einem leitfähigen
Polymermaterial aufgebaut sind.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die leitfähigen Streifen
betreibbar sind, um eine elektrische Information in Form einer analogen elektrischen
Signalinformation oder alternativ einer digitalen elektrischen Signalinformation
oder elektrischer Leistung zu leiten.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die elektrisch
leitfähigen
Auflagen der Vorrichtung in einem Muster angeordnet und derart ausgerichtet
sind, dass sich eine einzige Visierlinie für eine Maschinenerkennung ergibt.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass die Vorrichtung
ein Verfahren zum Abdichten eines Paarungsendes eines elektrischen
Steckverbinders unter Anwendung der oben erwähnten und beschriebenen Vorrichtung
umfasst.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung umfasst das elektrische Paaren einer äußeren Sondenvorrichtung
mit jeder der elektrisch leitfähigen
Auflagen der Vorrichtung, um die elektrische Unversehrtheit des
Steckverbinders und des Bauteiles mittels der Sondeneinrichtung
festzustellen.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht darin, dass das Kontaktmuster
auf mehrfachen Oberflächen
der Abdeckung liegen kann, um eine verbesserte Lokalisierungsübereinstimmung
für eine
einzelne Visierlinie bei der Maschinenerkennung zu erzielen oder
um bei einem gemeinsamen Bauteil mehrere Visierlinien und zwar eine
für jede
vorgesehene Verwendung zu ermöglichen.
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Diese
und andere Aspekte der Erfindung werden für den Fachmann nach dem Lesen
und Verstehen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen
deutlich werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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Die
Erfindung kann in bestimmten Teilen und in der Anordnung von Teilen
verkörpert
werden, wovon eine bevorzugte Ausführungsform im Detail beschrieben
und in den beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden wird, wobei letztere ein Bestandteil derselben
sind und wobei:
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1 eine
erste perspektivische Ansicht der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden
Erfindung ist; und
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2 eine
zweite perspektivische Ansicht der Vorrichtung entsprechend der
vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte
Beschreibung einer Ausführungsform
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Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, wobei die Darstellungen
allein der Illustration der Erfindung und nicht der Begrenzung derselben
dienen. Die 1 und 2 zeigen
eine erste und eine zweite perspektivi sche Ansicht einer beispielhaften
Vorrichtung, welche entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung erstellt wurde.
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Die
Vorrichtung 10 ist als Abdeckung für ein Paarungsende 22 eines
elektrischen Steckverbinders 20 mit leitfähigen Anschlüssen 24 vorgesehen. Der
dargestellte elektrische Steckverbinder 20 ist ein herkömmlicher
Steckverbinder mit drei in einer einzigen Ebene angeordneten leitfähigen Stiftanschlüssen. Ein
typischer Anwendungsfall für
den elektrischen Steckverbinder ist ein Automobil-Bauteil, obwohl
es nicht beabsichtigt ist, die Erfindung darauf zu beschränken.
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Die
Vorrichtung 10 hat ein äußeres Ende 12 und
ein inneres Ende 14, und sie ist am Paarungsende 22 des
elektrischen Steckverbinders 20 anbringbar. Wenn die Vorrichtung
am elektrischen Steckverbinder angebracht ist, bedeckt sie im Wesentlichen vollständig das
Ende 22 und bildet dort eine Abdichtung gegenüber der
Umwelt, indem das offene Paarungsende 22 des Steckverbinders 20 wirksam
abgedichtet wird. Die Vorrichtung umfasst eine Abdeckung 11,
hergestellt aus einem elektrisch nicht leitfähigem Material, welches wenig
kostet, einfach recycelbar ist und gut formbar ist mit Elastizitätseigenschaften,
welche einen ausreichenden Grad an Biegsamkeit ermöglichen.
Ein beispielhaftes Material ist Polypropylen, obwohl auch andere
Materialien mit ähnlichen
Eigenschaften akzeptabel sind.
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Das äußere Ende 12 der
nicht leitfähigen
Abdeckung 11 ist, wie dargestellt, im Allgemeinen eben in
ihrem Aussehen mit einer Außenform,
welche mit dem Querschnitt des Außenumfanges des Paarungsendes 22 des
Steckverbinders 20 übereinstimmt.
Die Abmessungen des äußeren Endes 12 sind
vorzugsweise ausreichend groß genug,
um ein unbeabsichtigtes Zusammenfügen des Steckverbinders 20 mit
einem Paarungssteckverbinder (nicht dargestellt) zu verhindern,
wenn sich die Vorrichtung 10 an Ort und Stelle befindet.
Es gibt eine Vielzahl elektrisch leitfähiger Auflagen 16,
welche auf dem äußeren Ende 12 der
nicht leitfähigen
Abdeckung 11 angebracht sind. Jede leitfähige Auflage 16 entspricht
einem der leitfähigen
Anschlüsse 24 des Steckverbinders 20.
Die elektrisch leitfähigen
Auflagen 16 sind vorzugsweise entlang einer einzigen Achse 30 angeordnet,
was die Ausrichtung zu und die Verbindung mit einem äußeren Prüfwerkzeug (nicht
dargestellt) erleichtert.
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Das
innere Ende 14 der Vorrichtung ist dazu bestimmt, in den
elektrischen Steckverbinder 20 eingepasst zu werden, wobei
eine mechanische Abdichtung mit dem Steckverbinder-Ende gebildet
und elektrische Verbindungen zu jedem der Steckverbinderanschlüsse 24 hergestellt
werden. Ein Flansch 17 ragt senkrecht aus der allgemein
ebenen Fläche
der Abdeckung heraus, wobei er eine Form aufweist, welche der Innenfläche 26 des
Steckverbinder-Endes entspricht, und mechanisch über den gesamten inneren Umfang
des Steckverbinder-Endes festsitzend eingepasst ist, wenn die Abdeckung
auf das Steckverbinder-Ende aufgesetzt ist. Auf der Innenfläche der
Vorrichtung 10 gibt es mindestens einen Vorsprung 18,
welcher vorzugsweise bei der Formung des Abdeckungsstückes aus
dem gleichen Material wie das Material des Abdeckungsstückes geformt wird.
Der Vorsprung 18 entspricht hinsichtlich der Abmessungen
den Anschlüssen
des Steckverbinders, um mechanisch festsitzend mit den Anschlüssen eingepasst
zu werden.
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Die
Vorrichtung 10 weist elektrisch leitfähige Auflagen 16 mit
elektrischen Leitern auf, welche jede der leitfähigen Auflagen 16 mit
einem der entsprechenden leitfähigen
Anschlüsse 24 des
Steckverbinders 20 verbinden. Die elektrischen Leiter umfassen vorzugsweise
eine Vielzahl leitfähiger
Streifen 19, welche derart ausgebildet sind, dass sie eine
elektrische Verbindung von einer der elektrisch leitfähigen Auflagen 16 zu
einem der Anschlüsse 24 bilden.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist jeder leitfähige Streifen 19 mit
einer der leitfähigen
Auflagen 16 verbunden, verläuft durch die Abdeckung 11 hindurch und
am Vorsprung 18 entlang an der Innenfläche 14 der Vorrichtung 10 und
stellt auf der Oberfläche
eine Verbindung zu einem der Anschlüsse 24 her, wobei der
Vorsprung mechanisch festsitzend mit den Anschlüssen 24 eingepasst
ist. Jeder aus der Vielzahl der leitfähigen Streifen 19 ist
vorzugsweise aus einem mit Zinn beschichteten Grundkörper aus
einer Unedelmetall-Folie aufgebaut.
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Alternativ
ist jeder der leitfähigen
Streifen 19 aus einer aufgedruckten leitfähigen Tinte
aufgebaut, so dass dadurch eine elektrische Verbindung zwischen
der leitfähigen
Auflage 16 und dem entsprechenden leitfähigen Anschluss 24 hergestellt
wird. Bei dieser Ausführungsform
ist die leitfähige
Auflage vorzugsweise derart hergestellt, dass sie durch die Abdeckung
hindurch verläuft,
und die leitfähige
Tinte ist auf der Innenfläche 14 der
Vorrichtung 10 entlang des Vorsprunges 18 aufgedruckt,
wodurch die elektrische Verbindung zu einem der Anschlüsse 24 auf
der Fläche
hergestellt wird, wobei der Vorsprung mechanisch festsitzend mit
dem Anschluss 24 eingepasst ist.
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Alternativ
ist jeder der leitfähigen
Streifen 19 aus einem leitfähigen Polymermaterial aufgebaut. Bei
dieser Ausführungsform
sind die leitfähige Auflage
sowie die geeigneten Teile des Vorsprunges 18 aus dem leitfähigen Polymer
hergestellt, so dass eine elektrische Verbindung zwischen dem leitfähigen Streifen 19 und
dem entsprechenden leitfähigen
Anschluss 24 hergestellt wird. Bei dieser Ausführungsform
werden die leitfähige
Auflage und zugleich Teil des Vorsprunges 18 vorzugsweise
unter Verwendung des leitfähigen
Polymers hergestellt, um auf der Oberfläche eine elektrische Verbindung
zu einem der Anschlüsse 24 herzustellen,
wobei der Vorsprung mechanisch festsitzend mit dem Anschluss 24 eingepasst
ist.
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Jeder
leitfähige
Streifen ist betreibbar, um eine elektrische Signalinformation in
Form analoger Signaldaten oder digitaler/diskreter Signaldaten zwischen
einer der leitfähigen
Auflagen und einem entsprechenden der leitfähigen Anschlüsse des
Steckverbinders zu leiten. Alternativ ist jeder leitfähige Streifen 19 betreibbar,
um elektrische Leistung in Form von elektrischer Wechselstrom- oder
Gleichstromleistung zwischen einer der leitfähigen Auflagen und einem der
entsprechenden leitfähigen
Anschlüsse
des Steckverbinders zu leiten. Jeder leitfähige Streifen 24 ist
vorzugsweise entsprechend dem vorgesehenen Typ und der vorgesehenen
Form des zu leitenden elektrischen Signals konstruiert. Die Konstruktion
solcher leitfähiger
Streifen ist dem geübten
Praktiker bekannt und wird hier nicht im Detail beschrieben.
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Die
Vorrichtung 10 wird nach der Endprüfung des Steckverbinders 20 manuell
oder maschinell auf das Ende des Steckverbinders 20 aufgesetzt,
wobei die Abdichtung durch die erwähnte mechanisch festsitzende
Einpassung erfolgt. Alternativ kann die Vorrichtung auch mit dem
Ende des elektrischen Steckverbinders verschweißt werden, um eine Abdichtung zu
schaffen, wobei eine der zum Kunststoffschweißen verfügbaren Technolo gien angewandt
wird, wie beispielsweise Vorrichtungen zur lokalen thermischen Erhitzung
oder Kontaktzement. Alternativ kann die Abdeckung auch als ein integriertes
Element des elektrischen Steckverbinders geformt werden, wobei mechanische
Schwächungslinien
das manuelle Abnehmen ermöglichen.
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Die
Vorrichtung 10 ist als Wegwerfteil vorgesehen und wird
aus recycelbarem Material hergestellt. Alternativ kann die Vorrichtung
in Abhängigkeit vom
speziellen Anwendungsfall und von anderen, hier nicht betrachteten Überlegungen,
auch wiederverwendbar sein.
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Die
Vorrichtung 10 ist nachfolgend abnehmbar und vorzugsweise
leicht von Hand entfernbar. Ein Arbeiter in einer Fertigungsanlage
kann die Vorrichtung 10 unmittelbar vor der Endmontage
des Steckverbinders mit einem entsprechenden Steckverbinder in einem
Kabelbaum eines Endproduktes abnehmen.
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Beim
Aufbau der Vorrichtung 10 mit äußeren leitfähigen Auflagen 16 zur
Bereitstellung einer Abdeckung für
den Steckverbinder 20 ist jede der äußeren leitfähigen Auflagen geeignet, in
einfacher Weise einen Kontakt mit entsprechenden elektrischen Sonden
einer äußeren Prüfvorrichtung
herzustellen. Zu geeigneten Zeitpunkten während der Bearbeitung von Bauteil
und Steckverbinder 20 werden die Auflagen 16 elektrisch
mit der äußeren Prüfvorrichtung
gepaart, wodurch es möglich
wird, die elektrische Unversehrtheit des Steckverbinders und des
entsprechenden Bauteiles durch eine Prüfung mittels der äußeren Prüfvorrichtung
zu prüfen
und zu bewerten.
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Die
Erfindung wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen
und Abwandlungen derselben beschrieben. Nach dem Lesen und Verstehen
der Beschreibung können
weitere Abwandlungen und Änderungen
erscheinen. Es ist beabsichtigt, alle solche Abwandlungen und Änderungen
zu erfassen, sofern sie in den Schutzumfang der Erfindung fallen.