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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Kopplungsvorrichtung sowie eine Kopplungsvorrichtung.
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Bei kabelgebundenen Sensoren treten oft hohe Anforderungen bezüglich einer Steckverbindung zwischen Sensorbaugruppe und Auswerteelektronik auf. Beispielsweise bei Abgassensoren kann es erforderlich sein, sehr geringe Ströme zu übertragen. Auf Grund dieser geringen Ströme ist es notwendig, einen möglichst kleinen und konstanten Übergangswiderstand der Steckverbindung zu gewährleisten.
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JP H07- 263 080 A beschreibt einen weiblichen Anschluss, welcher in einer Anschlusskammer eines Gehäuses angeordnet ist, und einen männlichen Anschluss, welcher in einer Anschlusskammer eines weiteren Gehäuses angeordnet ist und in den weiblichen Anschluss eingeführt ist. Eine Durchgangsöffnung ist in einen Abschnitt gebohrt, in dem sich beide Gehäuse und eine Seitenwandung des weiblichen Anschlusses überlappen, und ein Schlüssel ist in die Durchgangsöffnung eingeführt. Die Spitze des Schlüssels kontaktiert den männlichen Anschluss und presst diesen gegen eine Innere Oberfläche des weiblichen Anschlusses. Der Schlüssel ist durch geschichtete Zylinderkörper unterschiedlicher Durchmesser geformt und wirkt elastisch in vertikaler Richtung. Der Schlüssel ist fixiert indem ein unterer Abschnitt an eine untere Wandung des weiteren Gehäuses eingepasst ist. Beide Gehäuse bilden eine Bügelkopplung an ihrer oberen Oberfläche, so dass sie bei Einführen des Schlüssels doppelt miteinander verbunden sind.
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US 2011 / 0 151 707 A1 beschreibt einen Stecker, welcher ein erstes Anschlussgehäuse mit einer Mehrzahl erster Anschlüsse darin umfasst, ein zweites Anschlussgehäuse mit einer Mehrzahl zweiter Anschlüsse darin, sowie eine Mehrzahl Isolationselemente in dem ersten Anschlussgehäuse und einem Verbindungselement mit einem Kopf und einem Schaft, welcher mit dem Kopf verbunden ist. Der Schaft und/oder der Kopf umfasst einen ersten Schraubabschnitt, der das Verbindungselement in dem ersten und/oder zweiten Anschlussgehäuse verschraubt. Der Schaft umfasst einen zweiten Schraubabschnitt, der ein Isolationselement der Vielzahl Isolationselemente mit dem Verbindungselement an einem vorderen Ende in Einführungsrichtung verschraubt. Der zweite Schraubabschnitt umfasst einen Gewindegang, welcher größer ist als der erste Schraubabschnitt.
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JP H01- 294 383 A ein erstes und zweites Gehäuse, welche mit Anschlüssen verbunden sind und ineinander einführbar sind, wobei ein erster Anschluss in einen zweiten Anschluss eingeführt wird, so dass eine elektrische Verbindung entsteht, und ein Greifelement des ersten Gehäuses in eine Hakenöffnung des zweiten Gehäuses eingehakt ist, so dass die beiden Gehäuse einander sichern. Ferner wird ein Sicherungselement von außen in die Gehäuse eingeführt, dessen Beinabschnitte jeweils in die Gehäuse und Öffnungen der Anschlüsse eingeführt werden, so dass gegenüberliegende Seiten der Gehäuse erreicht werden, um die Gehäuse zu sichern.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Kopplungsvorrichtung sowie eine Kopplungsvorrichtung zu schaffen, die eine zuverlässige, kostengünstige Kopplung ermöglicht.
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Gemäß einem ersten Aspekt zeichnet sich die Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Kopplungsvorrichtung aus, bei dem ein Stecker und ein Steckerkragen bereitgestellt werden, die jeweils an ihrer Außenwandung eine Öffnung aufweisen.
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Der Stecker weist mindestens einen Buchsenkontakt auf und der Steckerkragen weist mindestens einen Steckerkontakt auf. Des Weiteren wird ein Riegel bereitgestellt.
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Der Stecker und der Steckerkragen werden in einem ersten Montageschritt derart ineinander geschoben, dass die Öffnungen des Steckers und des Steckerkragens überlappen mit einer gemeinsamen Innenkontur.
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Der Riegel wird in einem zweiten Montageschritt durch die gemeinsame Innenkontur der Öffnungen in Längsrichtung des Riegels eingeschoben, so dass durch den Riegel eine Kraft ausgeübt wird, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt aufeinandergepresst werden.
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Dies hat den Vorteil, dass eine lösbare Kopplung des Steckers und des Steckerkragens ermöglicht wird. Dadurch wird zu einem einfachen, kostengünstigen Austausch einer defekten Komponente beigetragen. Im Falle, dass die Kopplungsvorrichtung zusätzliche Öffnungen aufweist, kann ferner ein Vorabtest einer mit dem Stecker verbundenen Komponente durchgeführt werden, beispielsweise mittels Mehrpunkt-Messung.
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Zur Herstellung der Kopplungsvorrichtung können insbesondere einfach zu modifizierende Stecker-Standardkomponenten eingesetzt werden, so dass zu einer einfachen, kostengünstigen Herstellung der Kopplungsvorrichtung beigetragen wird. Beispielsweise kann auf Basis einer oder mehrerer Stecker-Standardkomponenten des Herstellers Hirschmann die Kopplungsvorrichtung hergestellt werden. Insbesondere kommt hierfür dessen Stecksystemprodukt „Sealstar“ in Frage. Alternativ kann die Kopplungsvorrichtung beispielsweise auf Basis einer oder mehrerer Stecker-Standardkomponenten des Herstellers Tyco hergestellt werden. Insbesondere kommt hierfür dessen Stecksystemprodukt „MCON“ in Frage.
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Beispielsweise wird durch die durch den Riegel auf den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt wirkende Kraft ein konstant geringer Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts und des mindestens einen Steckerkontakts ermöglicht.
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Zusätzlich kann beispielsweise bei Verwendung einer oder mehrerer Stecker-Standardkomponenten des Herstellers Hirschmann eine Normalkraft wirken, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt bereits ohne den Riegel aufeinanderpresst werden. Durch die durch den Riegel auf den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt wirkende Kraft kann diese Normalkraft beispielsweise verstärkt werden, so dass ein Beitrag für den konstant geringen Übergangswiderstand zwischen dem mindestens einen Buchsenkontakt und dem mindestens einen Steckerkontakt geleistet wird.
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So kann die Normalkraft, durch die der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt bereits ohne den Riegel aufeinandergepresst werden, gering dimensioniert sein, so dass zu einem einfachen Ineinanderschieben des Steckers und des Steckerkragens beigetragen wird.
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Ferner kann dadurch beispielsweise eine zum Ineinanderschieben des Steckers und des Steckerkragens erforderliche Kraft gering gehalten werden, so dass eine Defektwahrscheinlichkeit der Kopplungsvorrichtung bei Montage der Kopplungsvorrichtung gering gehalten wird.
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Erfindungsgemäß umfasst der Riegel ein erstes Riegelelement und ein zweites Riegelelement, die in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind.
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Der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt werden durch das erste Riegelelement mit einer ersten Normalkraft aufeinandergepresst. Durch das zweite Riegelelement werden der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt mit einer der ersten Normalkraft entgegen gerichteten zweiten Normalkraft aufeinandergepresst.
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Dies hat den Vorteil, dass die Kraft durch den Riegel beidseitig auf den mindestens einen Buchsenkontakt und/oder den mindestens einen Steckerkontakt wirkt, sodass der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt beispielsweise eine im Wesentlichen symmetrische Ausrichtung bezüglich einer Längsachse des Riegels beibehalten. Dadurch wird zu einem besonders geringen, langlebig konstanten Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts und des mindestens einen Steckerkontakts beigetragen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt weist der Riegel an seinem der Längsrichtung des Riegels entgegen gesetzten Ende eine Platte auf. Der Steckerkragen weist an seiner Außenwandung um eine Außenkontur der Öffnung des Steckerkragens einen Vorsprung auf.
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Die Platte wird in einem dritten Montageschritt mit dem Vorsprung fix gekoppelt.
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Dadurch wird beispielsweise eine langlebige Funktion der Kopplungsvorrichtung sichergestellt.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem ersten Aspekt wird die Platte mit dem Vorsprung verschweißt.
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Dies ermöglicht eine kostengünstige Kopplung des Steckers und des Steckerkragens. Ferner wird ein Innenraum der Kopplungsvorrichtung so zuverlässig gegenüber Umwelteinflüssen abgedichtet.
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Gemäß einem zweiten Aspekt zeichnet sich die Erfindung aus durch eine Kopplungsvorrichtung, die einen Stecker und einen Steckerkragen umfasst, die jeweils an ihrer Außenwandung eine Öffnung aufweisen.
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Der Stecker weist mindestens einen Buchsenkontakt auf und der Steckerkragen weist mindestens einen Steckerkontakt auf.
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Der Stecker und der Steckerkragen sind derart ineinandergeschoben, dass die Öffnungen des Steckers und des Steckerkragens überlappen mit einer gemeinsamen Innenkontur. Ein Riegel, eingeschoben in Längsrichtung des Riegels durch die gemeinsame Innenkontur der Öffnungen, übt eine Kraft aus, die den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt aufeinander presst.
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Eine derartige Vorrichtung kann in vorteilhafter Weise auf Basis von einer oder mehreren einfach zu modifizierenden Stecker-Standardkomponenten, beispielsweise des Herstellers Hirschmann, hergestellt werden. Ferner ermöglicht eine derartige lösbare Kopplung einen einfachen, kostengünstigen Austausch einer defekten Komponente. Im Falle, dass die Kopplungsvorrichtung zusätzliche Öffnungen aufweist, kann ein Vorabtest einer mit dem Stecker verbundenen Komponente durchgeführt werden. Des Weiteren wird ein konstant geringer Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts und des mindestens einen Steckerkontakts ermöglicht.
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Erfindungsgemäß umfasst der Riegel ein erstes Riegelelement und ein zweites Riegelelement, die in einem vorgegebenen Abstand zueinander angeordnet sind.
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Das erste Riegelelement presst den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt mit einer ersten Normalkraft aufeinander.
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Das zweite Riegelelement presst den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt mit einer der ersten Normalkraft entgegen gerichteten zweiten Normalkraft aufeinander.
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Dies hat den Vorteil, dass die Kraft durch den Riegel beidseitig auf den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt wirkt, so dass der mindestens eine Buchsenkontakt und der mindestens eine Steckerkontakt beispielsweise ihre im Wesentlichen symmetrische Ausrichtung bezüglich einer Längsachse des Riegels beibehalten. Dadurch wird zu einem besonders geringen, langlebig konstanten Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts und des mindestens einen Steckerkontakts beigetragen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt ist ein Querschnitt des Riegels sich hin zu einem Ende des Riegels in Längsrichtung des Riegels verjüngend ausgebildet.
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Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass ein einfaches Einschieben des Riegels durch die Öffnungen des Steckers und des Steckerkragens ermöglicht wird. Ferner hat dies beispielsweise den Vorteil, dass ein einfaches Aufschieben des zumindest einen Riegelelements auf den mindestens einen Buchsenkontakt und den mindestens einen Steckerkontakt ermöglicht wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt weist eine Innenwandung des Steckers und/oder des Steckerkragens mindestens eine Führungskante auf, die zu einer formschlüssigen Kopplung des Riegels mit dem Stecker und dem Steckerkragen ausgebildet ist.
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Dies hat beispielsweise den Vorteil, dass ein einfaches Einschieben des Riegels durch die Öffnungen des Steckers und des Steckerkragens ermöglicht wird. Ferner wird dadurch ein Verrutschen und/oder ein Aufweiten des Riegels verhindert, so dass zu einem geringen, langlebig konstanten Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts und des mindestens einen Steckerkontakts beigetragen wird.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung gemäß dem zweiten Aspekt weist der Riegel an seinem der Längsrichtung des Riegels entgegengesetzten Ende des Riegels eine Platte auf. Die Platte und der Steckerkragen sind zu einer Kopplung miteinander ausgebildet.
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Dadurch wird eine langlebige Funktion der Kopplungsvorrichtung sichergestellt. Beispielsweise ist die Platte mit dem Steckerkragen verschweißt, so dass zu einem gegenüber Umwelteinflüssen abgedichteten Innenraum der Kopplungsvorrichtung beigetragen wird.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der schematischen Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 Komponenten einer Kopplungsvorrichtung vor der Montage,
- 2 die Kopplungsvorrichtung in einem ersten Montageschritt,
- 3 ein erster Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem ersten Montageschritt,
- 4 ein zweiter Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem ersten Montageschritt,
- 5 die Kopplungsvorrichtung in einem zweiten Montageschritt,
- 6 ein erster Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem zweiten Montageschritt,
- 7 ein zweiter Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem zweiten Montageschritt,
- 8 ein dritter Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem ersten Montageschritt,
- 9 ein dritter Längsschnitt der Kopplungsvorrichtung in dem zweiten Montageschritt, und
- 10 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs zur Herstellung der Kopplungsvorrichtung.
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Elemente gleicher Konstruktion oder Funktion sind figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
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Eine Kopplungsvorrichtung 1 (1) umfasst einen Stecker 3, einen Steckerkragen 5, sowie einen Riegel 7, der ein erstes Riegelelement 7b und ein zweites Riegelelement 7c aufweist, die sich in einem vorgegebenen Abstand D zueinander angeordnet in Längsrichtung 7a weg von einer Platte 7d des Riegels 7 erstrecken. Bei dem Stecker 3 sowie dem Steckerkragen 5 handelt es sich beispielsweise im Wesentlichen um Stecker-Standardkomponenten auf Basis eines Standard-Stecksystems des Herstellers Hirschmann. Dies ermöglicht beispielsweise einen Einsatz von standardisierten Einzeladerabdichtungen, Steckerabdichtungen und Standard-Kontakt-Buchsen, sowie erprobten Schnittstellengeometrien, so dass zu einer weitestgehend Herstellerunabhängigen, einfachen Montage beigetragen wird. Eine Anpassung einzelner Stecker-Standardkomponenten ist zudem mit geringem Aufwand verbunden, so dass zu einer kostengünstigen Herstellung der Kopplungsvorrichtung 1 beigetragen wird.
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Der Stecker 3 ist beispielsweise mit einer Sensorvorrichtung gekoppelt. Beispielsweise ist diese als Abgas-Sensor im Abgas einer Brennkraftmaschine angeordnet und umfasst einen Stickoxidsensor wie beispielsweise einen sogenannten „Smart NOx-Sensor“ oder einen Lambdasensor. Ein Ausgangssignal einer solchen Sensorvorrichtung kann eine besonders geringe Amplitude aufweisen, beispielsweise im µA-Bereich oder im nA-Bereich. Die Kopplungsvorrichtung 1 ist jedoch auch für andere Applikationen anwendbar.
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Eine zu der Sensorvorrichtung korrespondierende Auswerteelektronik ist beispielsweise räumlich entfernt zu dieser angeordnet, beispielsweise um zu vermeiden, einer hohen Umgebungstemperatur im Abgas des Brennkraftmotors ausgesetzt zu sein. Die Auswerteelektronik ist beispielsweise über ein Kabel mit der Sensorvorrichtung koppelbar. Es erweist sich beispielsweise produktionsbedingt vorteilhaft, eine Verkabelung der Sensorvorrichtung separat zu der Auswerteelektronik, koppelbar mit dieser auszubilden. Die Sensorvorrichtung und ein Kabelstrang bilden dabei beispielsweise eine sogenannte Sensorbaugruppe.
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Um die Sensorvorrichtung mit dem Stecker 3 mit der Auswerteelektronik zu koppeln, weist diese beispielsweise den Steckerkragen 5 auf.
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Der Stecker 3 weist an seiner Außenwandung 3a eine Öffnung 3b auf. Der Steckerkragen 5 weist an seiner Außenwandung 5a eine Öffnung 5b auf, an deren Außenkontur der Steckerkragen 5 einen Vorsprung 5d aufweist.
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Der Stecker 3 weist zusätzlich an seiner Außenwandung 3a mindestens eine Mess-Öffnung 3e auf, so dass ein Vorabtest der Sensorvorrichtung durchgeführt werden kann, beispielsweise mittels Mehrpunkt-Messung.
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In einem ersten Montageschritt MS1 (2) werden der Stecker 3 und der Steckerkragen 5 ineinander geschoben. Beispielsweise ist dazu eine Außenkontur der Außenwandung 3a des Steckers 3 kleiner als eine Innenkontur einer Innenwandung des Steckerkragens 5 ausgebildet.
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Der Stecker 3 und der Steckerkragen 5 werden derart ineinander geschoben, dass die Öffnungen 3b, 5b des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 überlappen mit einer gemeinsamen Innenkontur.
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Der Stecker 3 weist ferner mindestens einen Buchsenkontakt 3c auf (3 und 4) . Ferner weist der Steckerkragen 5 mindestens einen Steckerkontakt 5c auf.
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Durch das Ineinanderschieben des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 in dem ersten Montageschritt MS1 werden der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c jeweils miteinander kontaktiert.
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Beispielsweise weist der Stecker 3 mehrere parallel angeordnete Buchsenkontakte 3c auf, wobei jeweils einer der Buchsenkontakte 3c koppelbar ist mit einem von mehreren parallel angeordneten Steckerkontakten 5c.
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Beispielsweise bedingt durch die geringe Amplitude des Ausgangssignals der Sensorvorrichtung ist es erforderlich, einen Übergangswiderstand einer Kopplung der Sensorvorrichtung und der Auswerteelektronik gering und konstant während seiner gesamten Produktlebenszeit zu halten, so dass eine dadurch bedingte fehlerbehaftete Auswertung des Ausgangssignals weitestgehend vermieden wird. Aus diesem Grund ist eine hohe Anpresskraft erforderlich, die als sogenannte Kontaktnormalkraft zwischen Kontakten zu koppelnder Bauteile wirkt. Beispielsweise ist beziehungsweise sind der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und/oder der mindestens eine Steckerkontakt 5c daher gebogen ausgebildet und weist beziehungsweise weisen eine vorgegebene Vorspannung auf, mit der jeweils ein Kontaktpaar jeweils eines Buchsenkontakts 3c und eines Steckerkontakts 5c aufeinander gepresst wird.
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Beispielsweise weist der mindestens eine Buchsenkontakt 3c zwei gebogen ausgebildete Kontaktklammern auf, wodurch die vorgegebene Vorspannung bereitgestellt wird. In diesem Fall ist der mindestens eine Steckerkontakt 5c beispielsweise stäbchenförmig ausgebildet.
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Beispielsweise wird ein stäbchenförmiger Kontakt des mindestens einen Steckerkontakts 5c durch das Ineinanderschieben des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 in dem ersten Montageschritt MS1 zwischen die zwei Kontaktklammern des Buchsenkontakts 3c geschoben, die mit der vorgegebenen Vorspannung den stäbchenförmigen Kontakt des mindestens einen Steckerkontakts 5c kontaktierend umklammern.
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Bei einem Standard-Stecksystem, beispielsweise des Herstellers Hirschmann, ist die vorgegebene Vorspannung so dimensioniert, dass die Anpresskraft auf den mindestens einen Buchsenkontakt 3c und den mindestens einen Steckerkontakt 5c beispielsweise 3 bis 5 N je Kontaktpaar 3c, 5c beträgt. Dadurch wird zu dem leichtgängigen Ineinanderschieben des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 beigetragen.
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Um einen langlebigen, konstanten Übergangswiderstand des mindestens einen Buchsenkontakts 3c und des mindestens einen Steckerkontakts 5c zu erhalten, ist jedoch eine besonders hohe Anpresskraft von beispielsweise 50 N je Kontaktpaar 3c, 5c erforderlich. Im Falle, dass die vorgegebene Vorspannung eines Standard-Stecksystems, beispielsweise des Herstellers Hirschmann, derart hoch dimensioniert ist, wird zumindest ein leichtgängiges Ineinanderschieben des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 beispielsweise aufgrund einer durch die hohe Anpresskraft bedingte Reibung, verhindert. Aus diesem Grund kann eine derartige Kopplung alternativ durch sogenannte Hochdruckkontaktsysteme bewerkstelligt werden, deren Herstellung jedoch mit hohem Aufwand verbunden und komplex ist und beispielsweise zu einer unlösbaren Kopplung der Sensorvorrichtung und der Auswerteelektronik führt.
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Um die besonders hohe Anpresskraft bei einer Kopplungsvorrichtung auf Basis von Stecker-Standardkomponenten, wie beispielsweise des Herstellers Hirschmann, zu erzielen, ist es erforderlich, die durch die vorgegebene Vorspannung hervorgerufene Anpresskraft zwischen dem mindestens einen Buchsenkontakt 3c und dem mindestens einen Steckerkontakt 5c so zu erhöhen, dass diese beispielsweise 50 N je Kontaktpaar 3c, 5c beträgt.
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Zu diesem Zweck wird in einem zweiten Montageschritt MS2 ( 5) der Riegel 7 in Längsrichtung 7a des Riegels durch die gemeinsame Innenkontur der Öffnungen 3b, 5b eingeschoben. Der Riegel 7 übt dabei eine Kraft aus, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c aufeinander gepresst werden. Beispielsweise wird der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und/oder der mindestens eine Steckerkontakt 5c dazu verformt. In einer nicht dargestellten Ausführungsform spreizt der Riegel 7 beispielsweise den mindestens einen Buchsenkontakt 3c und/oder den mindestens einen Steckerkontakt 5c auf, so dass der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c aufeinandergepresst werden.
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Im Falle, dass der mindestens eine klammerförmige Buchsenkontakt 3c den stabförmig ausgebildeten Steckerkontakt 5c umklammert, weist der Riegel 7 die Riegelelemente 7b, 7c auf, durch die der mindestens eine Buchsenkontakt 3c verformt wird (6 und 7).
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Eine erste Seite des stabförmigen Kontakts des mindestens einen Steckerkontakts 5c ist mit einer ersten Klammer des mindestens einen Buchsenkontakts 3c kontaktiert. Der stabförmige Kontakt weist beispielsweise eine Höhe von 0, 6 mm bis 0, 8 mm auf, bei der er an seiner zweiten Seite mit einer zweiten Klammer des mindestens einen Buchsenkontakts 3c kontaktiert ist. Durch die vorgegebene Vorspannung der beiden Klammern werden der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c mit einer Normalkraft von 3 N bis 5 N aufeinander gepresst.
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Der vorgegebene Abstand D der beiden Riegelelemente 7b, 7c zueinander beträgt beispielsweise 1,5 mm. Jeweils an einer dem stabförmigen Kontakt abgewandten Seite der beiden Klammern berühren die beiden Riegelelemente 7b, 7c den mindestens einen Buchsenkontakt 3c. Beispielsweise um das Einschieben des Riegels 7 zu erleichtern, ist ein Querschnitt des Riegels 7 in Längsrichtung 7a des Riegels 7 sich hin zu einem Ende des Riegels 7 verjüngend ausgebildet. Beispielsweise ist das der Platte 7d abgewandte Ende der beiden Riegelelemente 7b, 7c jeweils an einer dem mindestens einen Buchsenkontakt 3c zugewandten Seite dazu abgeschrägt, so dass ein Abstand der beiden Riegelelemente 7b, 7c an dieser Stelle beispielsweise den vorgegebenen Abstand D überschreitet und insbesondere größer ist als ein Abstand der beiden Klammern zueinander.
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Bei dem Einschieben des Riegels 7 werden die beiden Klammern verformt (8 und 9), so dass die durch die vorgegebene Vorspannung bedingte Normalkraft verstärkt wird. Durch das erste Riegelelement 7b wirkt dann eine erste Normalkraft F1, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c aufeinander gepresst werden. Ferner wirkt dann durch das zweite Riegelelement 7c eine zweite Normalkraft F2, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c aufeinandergepresst werden, die der ersten Normalkraft entgegen gerichtet ist. Dadurch wird dazu beigetragen, dass eine Funktion der Kopplungsvorrichtung 1 über ihre gesamte Produktlebenszeit sichergestellt ist. Da der Riegel 7 erst nach dem Ineinanderschieben des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 eingeschoben wird, erfordert das Ineinanderschieben trotz hoher Kontaktnormalkraft keinen hohen Kraftaufwand.
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In einer weiteren, nicht erfindungsgemäßen Ausführungsform weist der Riegel 7 beispielsweise lediglich das erste Riegelelement 7b auf. Der mindestens eine Buchsenkontakt 3c weist in diesem Fall beispielsweise lediglich eine Klammer auf, die durch das erste Riegelelement 7b auf den mindestens einen Steckerkontakt 5c gepresst wird.
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Um ein präzises Einführen des Riegels 7 in die gemeinsame Innenkontur der Öffnungen 3b, 5b zu gewährleisten, ist eine Innenwandung des Steckers 3 und/oder eine Innenwandung des Steckerkragens 5 zu einer Führung des Riegels 7 ausgebildet.
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Die Innenwandung des Steckers 3 weist dazu beispielsweise mindestens eine Führungskante 3d auf. Die mindestens eine Führungskante 3d verhindert beispielsweise ein Verschieben des Riegels parallel zu einer Richtung des Ineinanderschiebens des Steckers 3 und des Steckerkragens 5. Ferner trägt die mindestens eine Führungskante 3d zu einer Begrenzung eines Aufspreizens der beiden Riegelelemente 7b, 7c bei, so dass der vorgegebene Abstand D der beiden Riegelelemente 7b, 7c im Wesentlichen langlebig konstant bleibt.
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10 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs zur Herstellung der Kopplungsvorrichtung 1. In dem ersten Montageschritt MS1 werden der Stecker 3, der Steckerkragen 5 sowie der Riegel 7 bereitgestellt. Der Stecker 3 und der Steckerkragen 5 werden ferner derart ineinandergeschoben, dass die Öffnungen 3b, 5b des Steckers 3 und des Steckerkragens 5 mit der gemeinsamen Innenkontur überlappen.
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In dem zweiten Montageschritt MS2 wird der Riegel 7 durch die gemeinsame Innenkontur der Öffnungen 3b, 5b in Längsrichtung 7a des Riegels 7 eingeschoben, so dass durch den Riegel 7 die Kraft ausgeübt wird, mit der der mindestens eine Buchsenkontakt 3c und der mindestens eine Steckerkontakt 5c aufeinander gepresst werden. Bis zu diesem Zeitpunkt ist die Kopplungsvorrichtung 1 beispielsweise wieder demontierbar beziehungsweise reparierbar.
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Anschließend kann beispielsweise optional eine Kalibrierung der Sensorvorrichtung und/oder Auswerteelektronik erfolgen. Im Falle einer fehlgeschlagenen Kalibrierung kann der Riegel 7 entnommen, eine defekte Komponente einzeln ausgetauscht und die Montageschritte MS1, MS2 zur Herstellung der Kopplungsvorrichtung 1 wiederholt werden.
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In einem dritten Montageschritt MS3 wird die Platte 7d mit dem Steckerkragen 5 fix gekoppelt. Insbesondere weist der Steckerkragen 5 dazu den Vorsprung 5d auf, der zu einer fixen Kopplung mit der Platte 7d ausgebildet ist. Beispielsweise sind der Vorsprung 5d und die Platte 7d aus Polyamid oder Polybutylenterephthalat ausgebildet. Der Vorsprung 5d bildet beispielsweise eine 1 mm breite Umrandung um die Öffnung 5b des Steckerkragens 5, der beispielsweise 0, 5 mm von der Außenwandung 5a des Steckerkragens übersteht.
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Die Platte 7d ist beispielsweise als Schweißplatte lasertransparent ausgebildet, so dass der Vorsprung 5d durch Laserschweißen an die Platte 7d geschweißt werden kann und die Kopplung des Riegels 7 mit dem Steckerkragen 5 nach dem Verschweißen nicht mehr lösbar ist. In diesem Fall ist der Vorsprung 5d als Schweißkontur ausgebildet, der mit der Platte 7d verschweißt wird. Diese wird in dem dritten Montageschritt MS3 beispielsweise zeitgleich an den Steckerkragen 5 gepresst.
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Alternativ wird die Platte 7d beispielsweise an den Vorsprung 5d geklebt.
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Durch die fixe Kopplung der Platte 7d mit dem Vorsprung 5d ist ein Kontaktbereich der Kopplungsvorrichtung 1 gegenüber Umwelteinflüssen wie Staub und Feuchtigkeit abgedichtet. Ferner wird eine unlösbare Kopplung zwischen dem Stecker 3 und dem Steckerkragen 5 erstellt, so dass eine langlebige Funktion der Kopplungsvorrichtung sichergestellt ist. Beispielsweise wird im Falle einer erfolgreichen Kalibrierung der Sensorvorrichtung und/oder Auswertelektronik die Kopplung von Sensorvorrichtung und Auswerteelektronik fixiert, so dass zu deren langlebig fehlerfreien Kommunikation beigetragen wird. In diesem Zusammenhang wird durch die fixe Kopplung zudem sichergestellt, dass lediglich verifizierte Komponenten oder Ersatzteile miteinander gekoppelt werden, wie beispielsweise eine vom Hersteller verifizierte Sensorvorrichtung und Auswerteelektronik.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kopplungsvorrichtung
- 3
- Stecker
- 3a
- Außenwandung
- 3b
- Öffnung
- 3c
- Buchsenkontakt
- 3d
- Führungskante
- 3e
- Mess-Öffnung
- 5
- Steckerkragen
- 5a
- Außenwandung
- 5b
- Öffnung
- 5c
- Steckerkontakt
- 5d
- Vorsprung
- 7
- Riegel
- 7a
- Längsrichtung
- 7b
- erstes Riegelelement
- 7c
- zweites Riegelelement
- 7d
- Platte
