DE102007040864A1

DE102007040864A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit

Info

Publication number: DE102007040864A1
Application number: DE200710040864
Authority: DE
Inventors: Ronald Kapp; Johan Janssen
Original assignee: Tyco Electronics AMP GmbH; Tyco Electronics Nederland BV
Current assignee: TE Connectivity Germany GmbH; TE Connectivity Nederland BV
Priority date: 2007-08-29
Filing date: 2007-08-29
Publication date: 2009-01-02
Also published as: WO2009027036A1

Abstract

In einem Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung werden folgende Schritte durchgeführt: Anbringen der Verbindungsvorrichtung (2) an einer Testvorrichtung (5) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in einer Kammer (51) der Testvorrichtung angeordnet ist, Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer (51) der Testvorrichtung, so dass die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Testvorrichtung (5) mit einer Vibration (V) und Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P), wobei die Vibrationsbeaufschlagung und die Druckbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden, und Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), indem ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) festgestellt wird. Ein analoges Testen kann auch in Bezug auf die Parameter Vibration/Temperatur und Druck/Temperatur durchgeführt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente der Verbindungsvorrichtung mit Hilfe einer Testvorrichtung. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente der Verbindungsvorrichtung.
Elektrische Verbindungsvorrichtungen wie beispielsweise elektrische Steckverbindungsvorrichtungen können in bestimmten Anwendungsfeldern widrigen Umgebungsbedingungen ausgesetzt sein. Insbesondere elektrische Verbindungsvorrichtungen an Fahrzeugen können Umwelteinflüssen, insbesondere Feuchtigkeit, Hitze, Kälte etc. ausgesetzt sein, welche zu einer hohen Beanspruchung solcher Verbindungsvorrichtungen beitragen. Meist ist es erforderlich, elektrische Verbindungsvorrichtungen so auszuführen, dass deren Innenraum, in welchem elektrische Komponenten wie Kontakte und dergleichen angebracht sind, insbesondere von Feuchtigkeit und Staub geschützt ist, um die Funktionsfähigkeit der elektrischen Komponenten sicherzustellen.
Beispielsweise setzt sich eine elektrische Verbindungsvorrichtung aus zwei Komponenten zusammen, wobei eine der Komponenten etwa an einem Flansch an einem Fahrzeug angebracht ist. Diese Komponente kann beispielsweise ein Buchsenteil einer elektrischen Verbindungsvorrichtung sein, in welches ein entsprechendes Steckerteil von außen eingesteckt wird. Um das Innere der Verbindungsvorrichtung gegen Feuchtigkeit zu schützen, ist an der Verbindungsstelle zwischen Buchsenteil und Steckerteil eine Dichtung angebracht, welche verhindern soll, dass Wasser oder Feuchtigkeit an der Verbindungsstelle in das Innere der Steckverbindung eindringen kann.
Insbesondere im Anwendungsbereich von Fahrzeugen treten mitunter heftige Vibrationen auf, die auf eine Verbindungsvorrichtung der oben genannten Art einwirkt und dazu führen kann, dass die Dichtung zwischen den verschiedenen Verbinderteilen über einen gewissen Zeitraum undicht wird, da es vorkommen kann, dass die Dichtung sich aufgrund der mechanischen Beanspruchungen und/oder aufgrund von Alterung zumindest geringfügig von der abzudichtenden Stelle löst. Als Folge davon kann unter solchen Einsatzbedingungen Feuchtigkeit bzw. Wasser in das Innere der Verbindungsvorrichtung vordringen und deren Funktionsfähigkeit beeinträchtigen.
Um zu prüfen, ob eine elektrische Verbindungsvorrichtung den späteren Beanspruchungen im Anwendungsfall standhält, ist es mitunter üblich, eine solche Verbindungsvorrichtung oder einen Prototyp derselben einem entsprechenden Test zu unterziehen, um feststellen zu können, inwieweit eine hinsichtlich Dichtigkeit zu prüfende Komponente der Verbindungsvorrichtung den Umgebungseinflüssen standhält. Hierzu existieren bereits je nach Verbindertyp und Anwendungsfall entsprechende Norm-Testverfahren z. B. nach DIN, ISO, etc. Insbesondere für den Fall, dass auch diese Testverfahren keine zufriedenstellenden Testergebnisse im Hinblick auf den späteren realen Einsatz zulassen, ist es auch üblich, elektrische Verbindungsvorrichtungen direkt am späteren Einsatzort, etwa an einem Fahrzeug, zu testen, welches entsprechenden Umgebungsbedingungen ausgesetzt wird. Der Nachteil bei dieser Vorgehensweise ist jedoch, dass ein solches Testverfahren vergleichsweise aufwendig ist und unter bestimmten Bedingungen (zum Beispiel abhängig vom Einbauort) ebenfalls keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente der Verbindungsvorrichtung anzugeben, welches eine verbesserte Prüfung der zu testenden Komponente ermöglicht.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente der Verbindungsvorrichtung gemäß den Merkmalen nach Patentanspruch 1, 2 und 3. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente der Verbindungsvorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 17, 18 und 19.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird für den Test der elektrischen Verbindungsvorrichtung diese an einer Testvorrichtung in der Weise angebracht, dass wenigstens ein Teil der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente in einer Kammer der Testvorrichtung angeordnet ist, wobei eine Flüssigkeit in die Kammer der Testvorrichtung eingebracht wird, so dass die zu testende Komponente der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt. Weiterhin wird wenigstens ein Teil der Testvorrichtung mit einer Vibration beaufschlagt und die Flüssigkeit wird mit einem bestimmten Druck beaufschlagt, wobei die Vibrationsbeaufschlagung und die Druckbeaufschlagung wenigstens in einer bestimmten Zeitspanne simultan ausgeführt werden. Hierbei wird die Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente überprüft, indem ein Durchdringen der Flüssigkeit an der zu testenden Komponente festgestellt wird.
In einer anderen Variante der Erfindung wird ein Teil der Testvorrichtung mit einer Vibration beaufschlagt und die elektrische Verbindungsvorrichtung in der Testvorrichtung mit einer bestimmten Temperatur beaufschlagt, wobei die Vibrationsbeaufschlagung und die Temperaturbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden.
In einer anderen Variante der Erfindung wird die Flüssigkeit mit einem bestimmten Druck und die elektrische Verbindungsvorrichtung in der Testvorrichtung mit einer bestimmten Temperatur beaufschlagt, wobei die Druckbeaufschlagung und die Temperaturbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden.
Natürlich ist es auch möglich, alle drei Parameter Vibration, Druck und Temperatur simultan auf die elektrische Verbindungsvorrichtung einwirken zu lassen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung weist entsprechend eine Kammer zur Aufnahme der Verbindungs vorrichtung in der Weise auf, dass wenigstens ein Teil der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente in der Kammer angeordnet ist. Eine Einführöffnung in der Kammer dient zum Einbringen einer Flüssigkeit in die Kammer, um die zu testende Komponente der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen zu lassen. Eine Druckerzeugungseinrichtung dient zum Beaufschlagen der Flüssigkeit mit einem bestimmten Druck, und eine Vibrationserzeugungseinrichtung dient zum Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Kammer mit einer Vibration. Während des Tests werden die Vibrationserzeugungseinrichtung und die Druckerzeugungseinrichtung wenigstens in einer Zeitspanne simultan betrieben, wobei eine Detektionseinrichtung zum Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente dient, wobei durch die Detektionseinrichtung ein Durchdringen der Flüssigkeit an der zu testenden Komponente festgestellt wird.
Entsprechend kann auch eine Temperaturerzeugungseinrichtung vorgesehen sein, um die elektrische Verbindungsvorrichtung in der Testvorrichtung mit einer bestimmten Temperatur zu beaufschlagen. Gemäß den oben genannten Prinzipien kann die Vibrationserzeugungseinrichtung zusätzlich oder alternativ simultan mit der Temperaturerzeugungseinrichtung oder die Druckerzeugungseinrichtung zusätzlich oder alternativ simultan mit der Temperaturerzeugungseinrichtung betrieben werden. Die einzelnen Parameter müssen jedoch nicht gleichzeitig verändert werden.
Gemäß der Erfindung wird damit ein simultaner Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung durchgeführt, bei der diese Vibrationsbelastung, Feuchtigkeitsbelastung und/oder Temperaturbelastung ausgesetzt ist, wobei zumindest zwei dieser Parameter in einer gewissen Zeitspanne gleichzeitig auf die Verbindungsvorrichtung einwirken. Zusätzlich zu Vibration und Druck kann die Verbindungsvorrichtung einer bestimmten Temperatur ausgesetzt werden, um etwa auch Hitze- oder auch Kältebelastungen zu simulieren. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass ein derartiges Testverfahren in einem Labor durchgeführt werden kann, in welchem Testbedingungen zu jeder Zeit reproduzierbar sind. Die Verbindungsvorrichtung muss demzufolge nicht unter realen Bedingungen am späteren Anwendungsobjekt angebracht werden, etwa an einem Fahrzeug, so dass einerseits ein verbessertes Testverfahren unter Labor bedingungen und andererseits eine vereinfachte Prüfung der zu testenden Komponente ermöglicht wird.
Beispielsweise erfolgt das Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion durch eine Detektionseinrichtung, die in der Nähe der zu testenden Komponente angeordnet ist zur Detektion einer sich verändernden elektrischen Leitfähigkeit an einer vorgegebenen Stelle infolge von zur Detektionseinrichtung vordringender Flüssigkeit. Insbesondere führt die Flüssigkeit bei Vordringen an die vorgegebene Stelle dazu, dass an dieser Stelle ein elektrisch leitfähiges Medium gebildet wird, wobei eine dabei entstehende bzw. sich verändernde elektrische Leitfähigkeit durch die Detektionseinrichtung detektiert wird. Eine derartige Ausführungsform ermöglicht ein vergleichsweise einfaches und zuverlässiges Detektieren einer Undichtigkeit an der zu testenden Komponente.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst die Detektionseinrichtung wenigstens zwei Elektroden, wobei eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Elektroden infolge des Vordringens der Flüssigkeit detektiert wird. Sobald Flüssigkeit durch eine zu testende Dichtung der Verbindungsvorrichtung hindurchdringt, wird die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Elektroden insbesondere erhöht, was durch die Detektionseinrichtung entsprechend festgestellt wird.
Beispielsweise wird die Detektionseinrichtung mit einem Stoff in Kontakt gebracht, der im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt. Auf diese Weise ist es ermöglicht, eine zuverlässige Leitfähigkeitserhöhung und damit ein zuverlässiges Detektieren von Feuchtigkeit zu ermöglichen. Beispielsweise wird die Detektionseinrichtung zumindest teilweise mit einem Stoff in Kontakt gebracht, bevor die Flüssigkeit zur vorgegebenen Stelle vordringt, wobei der Stoff bei Kontaktierung mit der Flüssigkeit und im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung des leitfähigen Mediums beiträgt. In einer anderen Ausführungsform kann der Flüssigkeit bereits in der Kammer ein Stoff beigemengt sein, der im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt.
Beispielsweise ist die Flüssigkeit Wasser oder enthält Wasser, und der Stoff enthält Natriumchlorid NaCl (Salz), welches im Zusammenwirken mit Wasser zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt. Dazu kann das Salz in der Nähe oder an den Elektroden der Detektionseinrichtung angebracht sein oder alternativ oder zusätzlich mit dem Wasser in der Kammer vermengt sein. Statt Salz kann auch ein anderes Material verwendet werden, welches im Zusammenwirken mit Wasser zu einer Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit beiträgt bzw. zur Bildung eines leitfähigen Mediums führt.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die elektrische Verbindungsvorrichtung mit wenigstens einer zusätzlichen Masse beaufschlagt, welche sich an einer Stelle befindet, an der sich im Anwendungsfall der Verbindungsvorrichtung wenigstens ein mit der Verbindungsvorrichtung verbundenes Kabel oder ein Kontakt befindet. Auf diese Art kann bei der Vibration der Verbindungsvorrichtung zusätzlich ein angebrachtes Kabel simuliert werden, welches die auf die Dichtung wirkenden Kräfte der Verbindungsvorrichtung unter Umständen erhöht, so dass die realen Einsatzbedingungen weitgehend wirklichkeitsgetreu nachgebildet werden können.
Beispielsweise weist die zusätzliche Masse wenigstens einen Körper auf, an dem zumindest teilweise ein Zusatzmaterial, insbesondere ein Harz, zur Einstellung eines definierten Gewichts angebracht wird. Beispielsweise kann auf diese Weise eine bestimmte Länge eines an der Verbindungsvorrichtung angebrachten Kabels simuliert werden, indem eine entsprechende Menge an Zusatzmaterial an dem Körper angebracht wird, so dass sich eine Gesamtmasse ergibt, welche der jeweiligen Kabellänge entspricht.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die elektrische Verbindungsvorrichtung ein erstes und zweites Verbinderteil, die zueinander komplementär sind und miteinander verbunden sind. Hierbei ist die Verbindungsvorrichtung an der Testvorrichtung in der Weise angebracht, dass das erste Verbinderteil in der Kammer der Testvorrichtung angeordnet ist. Beim Schritt des Überprüfens der Dichtigkeitsfunktion wird hierbei untersucht, ob Flüssigkeit in das erste oder zweite Verbinderteil eindringt. Bevorzugt erfolgt das Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion durch eine Detektionseinrichtung, die in Kontaktdurchführun gen des zweiten Verbinderteils angeordnet ist. Beispielsweise sind in den Kontaktdurchführungen jeweilige Elektroden angeordnet, wobei eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Elektroden infolge des Vordringens von Flüssigkeit detektiert wird. Um hierbei eine zuverlässige Detektion zu erreichen, ist es vorteilhaft, wenn Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils mit einer Verschlussvorrichtung verschlossen werden oder wenigstens ein geschlossenes Blindkabel in die Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils eingebracht wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit ermöglicht, einen Simultantest einer Verbindungsvorrichtung hinsichtlich unterschiedlicher Umgebungseinflüsse unter Laborbedingungen und reproduzierbar durchzuführen. Hierbei kann ein Test in einer vergleichsweise kurzen Zeit durchgeführt werden, wobei zum Beispiel das Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Testvorrichtung mit einer Vibration, das Beaufschlagen der Flüssigkeit mit einem bestimmten Druck und das Beaufschlagen mit einer bestimmten Temperatur derart erfolgen, dass wenigstens einer der Parameter Vibration, Druck oder Temperatur oder alle Parameter in bestimmten Zeitschritten während des Tests verändert werden. Die Veränderung kann dabei in vergleichsweise kleinen Schritten erfolgen, so dass zuverlässig aufgezeichnet werden kann, an welchem jeweiligen Wert der Vibration, des Drucks und/oder der jeweiligen Temperatur eine Undichtigkeit festgestellt wird. Neben Vibration und Druck kann außerdem die Temperatur, welcher die Verbindungsvorrichtung ausgesetzt ist, in bestimmten Zeitschritten während des Tests verändert werden.
Weitere vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren, die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung darstellen, näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung in teilweiser Schnittdarstel lung und mit grobschematischer Darstellung von einzelnen Testkomponenten, die während eines Testverfahrens verwendet werden,
2 zeigt eine Detaildarstellung einer Ausführungsform einer Testkomponente, die zur Simulation von an der Verbindungsvorrichtung angebrachten Kabeln während des Tests dient,
3 zeigt eine Detaildarstellung eines Blindkabels, welches während des Tests in der Verbindungsvorrichtung vorgesehen sein kann.
In 1 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Testvorrichtung zur Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in teilweiser Schnittdarstellung gezeigt. Eine Vorrichtung 1 umfasst insbesondere eine Testvorrichtung 5, die auf einer Grundplatte 16 angeordnet ist, die Teil einer Vibrationserzeugungseinrichtung ist, so dass die Testvorrichtung 5 über eine Vibration der Grundplatte 16 in Vibrationen versetzt werden kann. Die Testvorrichtung 5 ist dazu mit der Grundplatte 16 über entsprechende Schrauben verbunden.
Die Testvorrichtung 5 weist eine Kammer 51 auf, die derart bemessen ist, dass in diese eine elektrische Verbindungsvorrichtung 2 zumindest teilweise eingebracht werden kann. Die elektrische Verbindungsvorrichtung 2 umfasst ein erstes Verbinderteil 21 und ein zweites Verbinderteil 22, welches beispielsweise als Buchsenteil ausgeführt ist und entsprechend komplementär zum ersten Verbinderteil 21 ausgeführt ist. Das zweite Verbinderteil 22 ist an einem Flansch 52 der Testvorrichtung 5 angebracht, wobei die Verbindungsstelle zwischen Verbinderteil 22 und Flansch 52 über eine Dichtung 17, insbesondere einen Abdichtungsring, abgedichtet ist. Der Flansch 52 der Testvorrichtung 5 separiert auf diese Weise die obere Kammer 51 von einer unteren Kammer 53. In der Nähe des Flansches 52 ist ein Montagering 54 angeordnet zur Montage der Verbindungsvorrichtung 2. Das erste Verbinderteil 21 mit der zu testenden Komponente, im vorliegenden Fall eine (nicht sichtbare) Dichtung 4, ist in der Kammer 51 angeordnet. Die Dichtung 4 dient dabei zur Abdichtung der Verbindungsstelle zwischen Verbinderteil 21 und Verbinderteil 22 und soll in einem Testverfahren daraufhin überprüft werden, ob Undichtigkeiten im Bereich der Dichtung 4 entstehen können, so dass Flüssigkeit bzw. Feuchtigkeit an einer Stelle 8 zwischen den Verbinderteilen 21 und 22 eindringen kann.
Die Kammer 51 der Testvorrichtung 5 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit einer Flüssigkeit 3 in Form von Wasser gefüllt, so dass das Verbinderteil 21 mit der zu testenden Dichtung 4 nahezu vollständig in Wasser eingetaucht ist. Hierbei ist die Kammer 51 jedoch nicht vollständig mit Wasser 3 gefüllt, sondern enthält einen gewissen Anteil an Luft, die über eine Einfuhröffnung 15 am oberen Teil der Kammer 51 komprimiert werden kann. Hierzu ist die Einfuhröffnung 15 mit einer Druckerzeugungseinrichtung 6 verbunden, die zum Beaufschlagen des in der Kammer 51 befindlichen Wassers 3 mit einem bestimmten Druck P dient.
Der dichtungsseitige Teil der Verbindungsvorrichtung 2, mithin das erste Verbinderteil 21, ist außerdem mit einem Standardadapter 11 versehen, welcher in der Applikation dazu dient, ein Kabel oder mehrere Kabel mit dem Verbinderteil 21 bzw. mit entsprechenden Kontakten in dem Verbinderteil 21 zu verbinden. Das Verbinderteil 21 weist dazu entsprechende Kontaktdurchführungen 211 und 212 auf, die in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind, sonderen deren ungefähre Platzierung im Verbinderteil 21 in 1 nur angedeutet ist. Da die Kabel in der Testvorrichtung 5 nicht in der Weise wie in der späteren Anwendung angeschlossen werden können, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Adapter 11 mit einer zusätzlichen Masse 10 beaufschlagt wird, mittels welcher eine Einstellung eines definierten Gewichts ermöglicht wird, welches auf den Adapter 11 und damit auf das Verbinderteil 21 einwirkt. Beispielsweise wird mit der Masse 10 eine Kabellänge von etwa 10 cm simuliert.
In 2 ist eine Detaildarstellung einer Ausführungsform einer solchen zusätzlichen Masse 10 gezeigt, die zur Simulation von an der Verbindungsvorrichtung 2 angebrachten Kabeln dient. Die Masse 10 weist dazu in der gezeigten Ausführungsform einen Körper 12 auf, an dem zumindest teilweise ein Zusatzmaterial 13, insbesondere in Form eines Harzes, zur Einstellung eines definierten Gewichts angebracht wird. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Körper 12 eine bestimmte Länge L1 auf, die in Verbindung mit der Länge L2 der Kammer 51 zwischen oberem Ende des Verbinderteils 21 und Oberkante der Kammer 51 so bemessen ist, dass die zusätzliche Masse 10 in der Kammer 51 untergebracht werden kann. Mit der zusätzlichen Masse 10 der Masse x kann das auf die Verbindungsvorrichtung 2 wirkende Moment der Kabel bzw. Kontakte und des Adapters 11 während der Vibration simuliert werden.
An dem unteren Verbinderteil 22 der Verbindungsvorrichtung 2 ist eine Detektionseinrichtung vorgesehen, welche in der vorliegenden Ausführungsform zwei Elektroden 71, 72 umfasst, die in entsprechenden Kontaktdurchführungen 221, 222 des zweiten Verbinderteils 22 angeordnet sind. Auch hier sind der Übersichtlichkeit halber die Kontaktdurchführungen 221 und 222 lediglich angedeutet. Die Elektroden 71 und 72 sind in Form von elektrischen Kontakten ausgebildet, die den Kontakten entsprechen, die auch im Anwendungsfall in dem Verbinderteil 22 vorgesehen werden. Mithin können als Teil der Detektionseinrichtung auch die original eingesetzten Kontakte, wie sie in den jeweiligen Kontaktdurchführungen im Anwendungsfall platziert sind, verwendet werden. Die Kontakte 71, 72 sind mit der Detektionseinheit 7 verbunden, die beispielsweise eine Anzeigeeinrichtung enthält, zum Beispiel eine Lampe, eine LED oder eine andere Anzeigeeinrichtung. Außerdem ist es möglich, dass die Detektionseinheit 7 einen ohmschen Wert ausliest. Weiterhin kann beispielsweise ein angeschlossener Datenrecorder vorgesehen sein, welcher die Parameter Druck, Temperatur, Vibration und/oder Widerstand laufend oder in diskreten Abständen aufzeichnet. Auf diese Weise ist auch eine automatische Detektion eines bestimmten Zustandes während eines Tests möglich. Insbesondere ist es möglich festzustellen, bei welchem Druck, bei welcher Vibration und/oder bei welcher Temperatur die getestete Verbindungsvorrichtung dicht bleibt bzw. undicht wird.
Die Detektionseinheit 7 dient dabei zur Detektion einer veränderten elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Kontakten 71, 72, zeigt insbesondere an, wenn sich der Widerstand zwischen den Kontakten 71 und 72 von einem hohen Ausgangswert auf einen deutlich geringeren Wert verringert. Zur abdichtenden Durchführung der Detektionsleitungen zwischen Kontakten 71, 72 und Detektionseinheit 7 kann eine Dichtung 18 eingesetzt werden.
Ein Grundgedanke der in 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung liegt darin, dass in das Verbinderteil 21 oder 22 eindringende Feuchtigkeit oder eindringendes Wasser mithilfe der Kontakte 71, 72 und der Detektionseinheit 7 festgestellt werden kann, wenn sich infolge von eindringender Feuchtigkeit oder infolge von eindringendem Wasser die elektrische Leitfähigkeit zwischen den Kontakten 71 und 72 deutlich verändert, mithin im vorliegenden Fall erhöht. Zu diesem Zweck werden die Kontakte 71 und 72 zumindest teilweise mit einem Stoff 9 in Kontakt gebracht, der bei Kontaktierung mit Flüssigkeit und im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt. Beispielsweise sind die Kontakte oder Elektroden 71 und 72 von einem Salz 9 umgeben oder darin eingetaucht, welches unter Einfluss von eindringendem Wasser oder Feuchtigkeit zur Bildung eines elektrisch leitfähigen Mediums beiträgt. Somit wird sich infolge von Feuchtigkeit der relativ hohe Ausgangswiderstand zwischen den Kontakten 71 und 72 deutlich reduzieren, wobei dieser deutlich reduzierte Widerstand gemessen werden kann, sobald eine Stelle der Dichtung 4 oder sobald irgendeine andere Dichtung des Verbinderteils 21 nicht mehr dem Wasserdruck des Wassers 3 standhalten kann, so dass Wasser an der entsprechenden Stelle in das Verbinder-Innere eindringt. Diese erhöhte Leitfähigkeit wird durch die Detektionseinheit 7 detektiert und entsprechend angezeigt.
In einer anderen Ausführungsform kann dem Wasser 3 in der Kammer 51 ein Stoff, beispielsweise wiederum in Form eines Salzes 9, beigemengt sein, so dass bereits die in der Kammer 51 befindliche Flüssigkeit ein relativ stark leitfähiges Medium bildet. Es ist in diesem Zusammenhang auch denkbar, das Wasser 3 bereits in der Kammer 51 mit Salz anzureichern und zusätzlich die Kontakte 71, 72 mit Salz 9 zu umgeben bzw. in Salz einzubetten.
Zur Verbesserung des Messergebnisses ist es außerdem notwendig, die Kontaktdurchführungen 211, 212 des ersten Verbinderteils 21 mit einer Verschlussvorrichtung zu verschließen oder wenigstens ein geschlossenes Blindkabel in die Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils 21 einzubringen. In 3 ist eine Detaildarstellung eines Blindkabels 14 gezeigt, welches in die Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils 21 eingebracht werden kann. Beispielsweise werden in den Kontaktdurchführungen 211 und 212 entsprechende Kontakte, wie sie auch in der späteren Anwendung eingesetzt werden, vorgesehen und mit dem Blindkabel 14 verbunden, so dass an den Kontaktdurchführungen 211 und 212 keine Flüssigkeit durchdringen kann, da das Blindkabel 14 geschlossen ist. Hierbei ist jedoch sicherzustellen, dass die Kontakte 71, 72 des unteren Verbinderteils nicht mit den Kontakten des Blindkabels 14 in Kontakt kommen, da sonst die Kontakte 71, 72 über das Blindkabel 14 kurzgeschlossen werden würden.
Da das Blindkabel 14 auch eine zusätzliche Masse darstellt, kann dieses in Kombination mit der zusätzlichen Masse 10 vorgesehen werden, so dass insgesamt eine zusätzliche Masse x erreicht wird, welche einer bestimmten Kabellänge in der späteren Anwendung entspricht. Besitzt das Verbinderteil 21 beispielsweise vier Kontaktdurchführungen, werden entsprechend zwei Blindkabel 14 vorgesehen. Die Masse x entspricht beispielsweise einer Masse von 15 cm Kabel in vierfacher Ausführung von je 2,5 mm² (4 × 2,5 mm²). Alternativ können die entsprechenden Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils 21 auch mit einer Verschlussvorrichtung (sog. Blindstops) verschlossen werden, wobei die Masse von an dem Verbinderteil 21 vorzusehenden Kontakten und/oder Kabeln nur durch die zusätzliche Masse 10 simuliert wird. Der Körper 12 der zusätzlichen Masse 10 (2) kann beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff hergestellt sein.
Statt der Detektionseinrichtung mit der Detektionseinheit 7 und den Kontakten 71, 72, kann auch beispielsweise eine Kamera als Detektionseinrichtung verwendet werden, mit deren Hilfe beobachtet werden kann, wenn Flüssigkeit in den Verbinder eindringt.
Während eines Tests der Verbindungsvorrichtung 2 hinsichtlich Dichtigkeit von abdichtenden Komponenten, beispielsweise der Dichtung 4 an der Verbindungsstelle zwischen Verbinderteil 21 und 22, wird nun die Vibrationserzeugungseinrichtung, mithin die Grundplatte 16, in Vibration versetzt, so dass die Testvorrichtung 5 mit der Verbindungsvorrichtung 2 Vibrationen V ausgesetzt ist, wie in 1 schematisch dargestellt. Die Vibrationen V können dabei in drei unterschiedlichen Richtungen erfolgen. Gleichzeitig wird die in der Kammer 51 befindliche Flüssigkeit 3 über die Druckerzeugungseinrichtung 6 mit ei nem bestimmten Druck P beaufschlagt, wobei Vibrationsbeaufschlagung und die Druckbeaufschlagung wenigstens über einen gewissen Zeitraum simultan ausgeführt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Testvorrichtung 5 bzw. die Verbindungsvorrichtung 2 einer bestimmten Temperatur T ausgesetzt werden. Hierbei dient die Vorrichtung 1 gleichzeitig auch als Temperaturerzeugungseinrichtung, welche entsprechende (nicht gezeigte) Mittel zur Einstellung der Temperatur T aufweist. Beispielsweise wird von einem relativ geringen Ausgangsdruck P ausgegangen, der in einer relativ kurzen Zeitspanne in kleinen Schritten sukzessive erhöht wird. Gleichzeitig kann die Vibration V ebenfalls verändert werden, oder kann auch über einen gewissen Zeitraum unverändert bleiben. Sobald an den Kontakten 71 und 72 eine erhöhte Leitfähigkeit detektiert wird, was darauf schließen lässt, dass Wasser durch die Dichtung 4 an die Stelle 8 vordringt, wird dies über die Detektionseinheit 7 entsprechend angezeigt, so dass zum Anzeigezeitpunkt der jeweils vorherrschende Druck P und die Vibration V (Hz/g mit g in m/s²) aufgezeichnet werden können. Ebenso kann die Temperatur T schrittweise unabhängig verändert werden und die dann vorherrschende Temperatur T aufgezeichnet werden.
Die Erfindung bietet dabei den großen Vorteil, dass sich auf diese Art und Weise Umgebungsbedinungen simultan simulieren lassen, wie sie in der Realität beispielsweise an einem Fahrzeug vorherrschen, wobei der Test jedoch reproduzierbar in einem Labor durchgeführt werden kann. Auf diese Art ist es beispielsweise möglich, unterschiedliche Verbindersysteme miteinander zu vergleichen und unterschiedliche Umgebungsbedingungen in beliebiger Art und Weise zu variieren. Der Vergleich von verschiedenen Verbindersystemen kann hierbei unmittelbar gegeneinander in einem gleichen Testlauf vorgenommen werden. Außerdem ist es möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren den maximalen Abdichtungspegel (maximalen Druck) in einer schnellen Art und Weise zu bestimmen. Gegenüber einem gegenwärtigen praktizierten sequentiellen Testen von verschiedenen Umgebungsbedingungen weist diese Art von Testverfahren verbesserte Testergebnisse auf, da unterschiedliche Umgebungsbedingungen gleichzeitig auf die zu testende elektrische Verbindungsvorrichtung einwirken.

1: Vorrichtung
2: elektrische Verbindungsvorrichtung
3: Flüssigkeit
4: Dichtung
5: Testvorrichtung
6: Druckerzeugungseinrichtung
7: Detektionseinheit
8: Stelle
9: Salz
10: zusätzliche Masse
11: Adapter
12: Körper
13: Zusatzmaterial
14: Blindkabel
15: Einfuhröffnung
16: Grundplatte der Vibrationserzeugungseinrichtung
17: Abdichtungsring
18: Dichtung
21: erstes Verbinderteil
22: zweites Verbinderteil
211, 212: Kontaktdurchführung
221, 222: Kontaktdurchführung
51: Kammer
52: Flansch
53: Kammer
54: Montagering
71, 72: Elektroden (Kontakte)
V: Vibration
P: Druck
L1, L2: Länge
T: Temperatur

Claims

Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit folgenden Schritten: – Anbringen der Verbindungsvorrichtung (2) an einer Testvorrichtung (5) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in einer Kammer (51) der Testvorrichtung angeordnet ist, – Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer (51) der Testvorrichtung, so dass die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, – Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Testvorrichtung (5) mit einer Vibration (V) und Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P), wobei die Vibrationsbeaufschlagung und die Druckbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden, – Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), indem ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) festgestellt wird.
Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit folgenden Schritten: – Anbringen der Verbindungsvorrichtung (2) an einer Testvorrichtung (5) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in einer Kammer (51) der Testvorrichtung angeordnet ist, – Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer (51) der Testvorrichtung, so dass die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, – Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Testvorrichtung (5) mit einer Vibration (V) und Beaufschlagen der elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur (T), wobei die Vibrations beaufschlagung und die Temperaturbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden, – Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), indem ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) festgestellt wird.
Verfahren zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit folgenden Schritten: – Anbringen der Verbindungsvorrichtung (2) an einer Testvorrichtung (5) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in einer Kammer (51) der Testvorrichtung angeordnet ist, – Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer (51) der Testvorrichtung, so dass die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit in Kontakt kommt, – Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P) und Beaufschlagen der elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur (T), wobei die Druckbeaufschlagung und die Temperaturbeaufschlagung wenigstens in einer Zeitspanne simultan ausgeführt werden, – Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), indem ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) festgestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem das Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion durch eine Detektionseinrichtung (7, 71, 72) erfolgt, die in der Nähe der zu testenden Komponente (4) angeordnet ist zur Detektion einer sich verändernden elektrischen Leitfähigkeit an einer vorgegebenen Stelle (8) infolge von zur Detektionseinrichtung (71, 72) vordringender Flüssigkeit (3).
Verfahren nach Anspruch 4, bei dem die Detektionseinrichtung wenigstens zwei Elektroden (71, 72) umfasst und eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Elektroden infolge des Vordringens der Flüssigkeit (3) detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, bei dem die Detektionseinrichtung (71, 72) mit einem Stoff (9) in Kontakt gebracht wird, der im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem die Detektionseinrichtung (71, 72) zumindest teilweise mit einem Stoff (9) in Kontakt gebracht wird, bevor die Flüssigkeit (3) zur vorgegebenen Stelle (8) vordringt, und der Stoff (9) bei Kontaktierung mit der Flüssigkeit (3) und im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit (3) zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der Flüssigkeit (3) in der Kammer (51) ein Stoff (9) beigemengt ist, der im Zusammenwirken mit der Flüssigkeit zur Bildung eines leitfähigen Mediums beiträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, bei dem die Flüssigkeit (3) Wasser ist oder enthält und der Stoff (9) Natriumchlorid enthält.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die elektrische Verbindungsvorrichtung (2) mit wenigstens einer zusätzlichen Masse (10, 14) beaufschlagt wird, welche sich an einer Stelle befindet, an der sich im Anwendungsfall der Verbindungsvorrichtung wenigstens ein mit der Verbindungsvorrichtung verbundenes Kabel oder ein Kontakt befindet.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem die zusätzliche Masse (10) wenigstens einen Körper (12) aufweist, an dem zumindest teilweise ein Zusatzmaterial (13), inbesondere ein Harz, zur Einstellung eines definierten Gewichts angebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem – die elektrische Verbindungsvorrichtung (2) ein erstes und zweites Verbinderteil (21, 22) umfasst, die zueinander komplementär sind und miteinander verbunden sind, – die Verbindungsvorrichtung (2) an der Testvorrichtung (5) in der Weise angebracht wird, dass das erste Verbinderteil (21) der Verbindungsvorrichtung in der Kammer (51) der Testvorrichtung angeordnet ist, – beim Schritt des Überprüfens der Dichtigkeitsfunktion untersucht wird, ob Flüssigkeit (3) in das erste oder zweite Verbinderteil (21, 22) eindringt.
Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion durch eine Detektionseinrichtung (71, 72) erfolgt, die in Kontaktdurchführungen (221, 222) des zweiten Verbinderteils (22) angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei Kontaktdurchführungen (211, 212) des ersten Verbinderteils (21) mit einer Verschlussvorrichtung verschlossen werden oder wenigstens ein geschlossenes Blindkabel (14) in die Kontaktdurchführungen des ersten Verbinderteils eingebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, bei dem das Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Testvorrichtung (5) mit einer Vibration (V), das Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P) bzw. das Beaufschlagen der elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur (T) derart erfolgt, dass die Vibration (V) und/oder der Druck (P) und/oder die Temperatur (T) in bestimmten Zeitschritten während des Tests verändert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem die die elektrische Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur beaufschlagt wird, die insbesondere in bestimmten Zeitschritten während des Tests verändert wird.
Vorrichtung (1) zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung, umfassend: – eine Kammer (51) zur Aufnahme wenigstens einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in der Kammer (51) angeordnet ist, – eine Einführöffnung (15) in der Kammer (51) zum Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer, um die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit (3) in Kontakt kommen zu lassen, – eine Druckerzeugungseinrichtung (6) zum Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P), – eine Vibrationserzeugungseinrichtung (16) zum Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Kammer (51) mit einer Vibration (V), – wobei die Vibrationserzeugungseinrichtung (16) und die Druckerzeugungseinrichtung (6) wenigstens in einer Zeitspanne simultan betrieben werden, – eine Detektionseinrichtung (7, 71, 72) zum Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), die ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) feststellt.
Vorrichtung (1) zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung, umfassend: – eine Kammer (51) zur Aufnahme wenigstens einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in der Kammer (51) angeordnet ist, – eine Einführöffnung (15) in der Kammer (51) zum Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer, um die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit (3) in Kontakt kommen zu lassen, – eine Druckerzeugungseinrichtung (6) zum Beaufschlagen der Flüssigkeit (3) mit einem bestimmten Druck (P), – eine Temperaturerzeugungseinrichtung (1) zum Beaufschlagen der elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur (T), – wobei die Druckerzeugungseinrichtung (6) und die Temperaturerzeugungseinrichtung (1) wenigstens in einer Zeitspanne simultan betrieben werden, – eine Detektionseinrichtung (7, 71, 72) zum Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), die ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) feststellt.
Vorrichtung (1) zum Test einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) hinsichtlich Dichtigkeit wenigstens einer Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung, umfassend: – eine Kammer (51) zur Aufnahme wenigstens einer elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Weise, dass wenigstens ein Teil (21) der Verbindungsvorrichtung mit der zu testenden Komponente (4) in der Kammer (51) angeordnet ist, – eine Einfuhröffnung (15) in der Kammer (51) zum Einbringen einer Flüssigkeit (3) in die Kammer, um die zu testende Komponente (4) der Verbindungsvorrichtung mit der Flüssigkeit (3) in Kontakt kommen zu lassen, – eine Vibrationserzeugungseinrichtung (16) zum Beaufschlagen wenigstens eines Teils der Kammer (51) mit einer Vibration (V), – eine Temperaturerzeugungseinrichtung (1) zum Beaufschlagen der elektrischen Verbindungsvorrichtung (2) in der Testvorrichtung (5) mit einer bestimmten Temperatur (T), – wobei die Vibrationserzeugungseinrichtung (16) und die Temperaturerzeugungseinrichtung (1) wenigstens in einer Zeitspanne simultan betrieben werden, – eine Detektionseinrichtung (7, 71, 72) zum Überprüfen der Dichtigkeitsfunktion der zu testenden Komponente (4), die ein Durchdringen der Flüssigkeit (3) an der zu testenden Komponente (4) feststellt.