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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen, insbesondere Kraftfahrzeug-Steckverbindungskontaktteilen, bevorzugt MCON-Steckverbindungskontaktteilen. Ferner betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen, insbesondere Kraftfahrzeug-Steckverbindungskontaktteilen, bevorzugt MCON-Steckverbindungskontaktteilen.
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Im elektrischen Bereich (Elektronik, Elektrotechnik, Elektrik, elektrische Energietechnik etc.) sind eine große Anzahl von elektrischen Verbindervorrichtungen bzw. Verbindereinrichtungen, Buchsen- und/oder Stiftverbindern etc. - im Folgenden als (elektrische) (Gegen-)Verbinder bezeichnet - bekannt, welche dazu dienen, elektrische Ströme, Spannungen, Signale und/oder Daten mit einer großen Bandbreite von Strömen, Spannungen, Frequenzen und/oder Datenraten zu übertragen. Im Nieder-, Mittel- oder Hochspannungs- und/oder -strombereich, und insbesondere im Fahrzeugbereich, müssen solche Verbinder in warmen, ggf. heißen, verunreinigten, feuchten und/oder chemisch aggressiven Umgebungen dauerhaft, wiederholt und/oder nach einer vergleichsweise langen Zeitdauer kurzfristig eine Übertragung von elektrischer Leistung, Signalen und/oder Daten gewährleisten. Aufgrund einer großen Bandbreite von Anwendungen ist eine große Anzahl von speziell ausgestalteten Verbindern bekannt.
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Solche Verbinder bzw. deren Gehäuse können an einer elektrischen Leitung, einem Kabel, einem Kabelbaum etc. (konfektioniertes elektrisches Kabel) und/oder einer elektrischen Einrichtung bzw. Vorrichtung (Entität), wie z. B. an/in einem Gehäuse, an/auf einem Stanzgitter, an/auf einer Leiterplatte etc., einer elektronischen, elektrooptischen bzw. (leistungs-)elektrischen Komponente bzw. einem solchen Aggregat etc. verbaut sein; in letzterem Fall wird auch von einer (Gegen-)Verbindereinrichtung gesprochen. Befindet sich ein Verbinder lediglich an einer Leitung, einem Kabel bzw. einem Kabelbaum, so spricht man auch von einem (fliegenden) (Steck-) Verbinder bzw. einem Stecker oder einer Kupplung, befindet er sich an/in einer elektronischen, elektrooptischen bzw. elektrischen Komponente, so spricht man auch von einem (Einbau-) Verbinder, wie einem (Einbau-)Stecker oder einer (Einbau-) Buchse. Ferner wird ein Verbinder an einer solchen Einrichtung oft auch als (Stecker-)Aufnahme oder Header bezeichnet.
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Elektrische Verbinder müssen eine einwandfreie Übertragung von elektrischen Signalen (Spannung) und/oder elektrischer Leistung gewährleisten, wobei miteinander korrespondierende Verbinder (Verbinder und Gegenverbinder) meist Befestigungs- oder Verriegelungseinrichtungen zum dauerhaften aber in der Regel lösbaren Befestigen oder Verriegeln des Verbinders am/ im Gegenverbinder aufweisen. Ferner müssen entsprechende elektrische Kontakteinrichtungen (Aderendhülsen, Terminals, Pin-, Stift-, Tab-, Buchsenkontakteinrichtungen), wie z. B. ein eigentliches elektrisches Kontaktelement (oft integral ausgebildet) und/oder eine elektrische Kontaktvorrichtung (mehrteilig, einstückig, stofflich einstückig oder integral ausgebildet) sicher in diesem aufgenommen sein. Da die Gehäuse der Verbinder meist einer gewissen Normung, wie z. B. dem FAKRA- oder einem anderen Standard, unterliegen, besitzen die wichtigsten Abmessungen der Gehäuse bei verschiedenen Herstellern dieselben Abmessungen.
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Die
DE 197 49 682 A1 offenbart ein Prüfverfahren für ein zerstörungsfreies Prüfen einer Schweißverbindung, wobei die Schweißverbindung aus einer Vielzahl von durch ein Ultraschallschweißverfahren, zu einem Bündel miteinander verschweißter Litzen von elektrischen Leitungen besteht. Bei dem Prüfverfahren wird eine definierte Prüfkraft als Streckenlast an zwei oder mehr vergleichsweise schmalen Mantellinien oder Mantelflächensegmenten der Schweißverbindung, in im Wesentlichen aufeinander zu oder in im Wesentlichen auf einen gemeinsamen Schnittpunkt gerichteten Richtungen eingeleitet. Die Prüfkraft wird, beginnend bei einem unteren Wert, bis zur definierten Prüfkraft kontinuierlich gesteigert. Bei einer defekten Schweißverbindung ist bei der definierten Prüfkraft eine Veränderung der Schweißverbindung u. a. visuell erkennbar.
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Für das Folgende sind die Begriffe ,(elektrischer) Verbinder‘ und ,(elektrische) Kontakteinrichtung (Terminal)‘ (z. B. jeweils als Untergattung) zu dem Begriff ,(elektrisches) Steckverbindungskontaktteil‘ (z. B. als Gattung) zusammengefasst. D. h. unter den Begriff ,Steckverbindungskontaktteil‘ fallen sowohl beliebige ,Verbinder‘ als auch beliebige ,Kontakteinrichtungen (Terminals)‘. D. h. ferner, dass die oben genannten Unterbegriffe (z. B. jeweils als Sektion) zu ,Verbinder‘ und ,Kontakteinrichtungen (Terminals)‘ ebenfalls unter den Begriff ,Steckverbindungskontaktteil‘ fallen. Das Steckverbindungskontaktteil ist ferner dadurch charakterisiert, dass es seine eigentliche Funktion, nämlich einen elektrischen Spannungs- und/oder Stromtransport, erst durch ein zweites, bevorzugt teilkomplementäres, Steckverbindungskontaktteil erfüllen kann.
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Es sind ständig Bestrebungen im Gang, elektrische Steckverbindungskontaktteile und/oder konfektionierte elektrische Kabel (Kabelbäume) zu verbessern, kostengünstiger zu gestalten und/oder kostengünstiger herzustellen. So ist es, z. B. im Kraftfahrzeugbereich notwendig, Schweißstellen von MCON-Steckverbindungskontaktteilen zeitlich nach einem Stanzprozess zu begutachten. Dies erfolgt im Stand der Technik ggf. stichprobenartig optisch und/oder stichprobenartig durch eine zerstörende Prüfung von MCON-Steckverbindungskontaktteilen. Eine optische Prüfung hat Probleme dabei, eine Qualität zu bestimmen, wenn es darum geht zu prüfen, wie weit eine Schweißzone einer betreffenden Schweißstelle vorgedrungen ist und/oder ob ein, oft gewünschtes, Durchschweißen vorliegt. Dies ist zwar mit einer zerstörenden Prüfung möglich, aber diese kann nur Wahrscheinlichkeitsaussagen für bereits hergestellte oder noch herzustellende Steckverbindungskontaktteile treffen.
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Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Herstellverfahren für Steckverbindungskontaktteile, insbesondere MCON-Steckverbindungskontaktteile, anzugeben. Hierbei soll eine Prüfung der Steckverbindungskontaktteile, bevorzugt direkt in einem zeitlichen Anschluss an eine Herstellung der Steckverbindungskontaktteile ggf. für ein jedes hergestelltes Steckverbindungskontaktteil ermöglicht sein. Hierbei soll ein Güteprozess zum Prüfen wenigstens einer Schweißstelle eines Steckverbindungskontaktteils in das Herstellverfahren bzw. in einen Stanzprozess integriert werden können. Ferner soll der Güteprozess auch abseits des Stanzprozesses stattfinden können. Des Weiteren ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine entsprechend verbesserte Anlage anzugeben.
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Die Aufgabe der Erfindung ist durch ein Verfahren zum Herstellen von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen, insbesondere Kraftfahrzeug-Steckverbindungskontaktteilen, bevorzugt MCON-Steckverbindungskontaktteilen; und mittels einer Anlage zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen, insbesondere Kraftfahrzeug-Steckverbindungskontaktteilen, bevorzugt MCON-Steckverbindungskontaktteilen; gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. - Vorteilhafte Weiterbildungen, zusätzliche Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der folgenden Beschreibung.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst die Steckverbindungskontaktteile durch einen Formgebungsprozess, insbesondere einen Stanzprozess, vorkonfiguriert und zeitlich auf den Formgebungsprozess folgend, durch einen Schweißprozess, insbesondere einen Laserschweißprozess konfiguriert, wobei zeitlich auf den Schweißprozess (verfahrensbekleidend) folgend, durch einen Durchstrahlgüteprozess wenigstens eine Schweißstelle, insbesondere wenigstens eine Laserschweißstelle, wenigstens eines betreffenden Steckverbindungskontaktteils auf ihre Qualität geprüft (überprüft) wird.
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Die Steckverbindungskontaktteile können dabei teilweise, bereichsweise, abschnittsweise oder vollständig elektrisch leitend ausgebildet sein. Hierbei können die Steckverbindungskontaktteile innen und/oder außen jeweils wenigstens ein Dielektrikum, z. B. aus einem Kunststoff, aufweisen, welches bei oder zeitlich nach dem Formgebungsprozess in/an den Steckverbindungskontaktteilen vorgesehen wird. Die jeweils wenigstens eine Schweißstelle der Steckverbindungskontaktteile ist dabei natürlich durch den Schweißprozess eingerichtet worden. Die Schweißstelle ist z. B. als ein Schweißpunkt, ein Schweißbereich, eine Schweißnaht etc. ausgebildet.
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Ganz allgemein besteht zwischen den drei Teilprozessen (Formgebungsprozess, Schweißprozess, Durchstrahlgüteprozess) des Herstellverfahrens kein bestimmter sondern ein loser räumlicher und/oder zeitlicher Zusammenhang, solange der zeitliche Ablauf gewahrt ist. Also zeitlich zunächst, erstens der Formgebungsprozess; darauf zeitlich folgend, zweitens der Schweißprozess und darauf wiederum zeitlich folgend, drittens der Durchstrahlgüteprozess. Falls durch den Schweißprozess die Steckverbindungskontaktteile noch nicht endkonfiguriert sind, können zeitlich nach dem Schweißprozess und zeitlich vor dem Durchstrahlgüteprozess, oder auch zeitlich nach dem Durchstrahlgüteprozess die Steckverbindungskontaktteile endkonfiguriert werden. Ferner kann das wenigstens eine betreffende Steckverbindungskontaktteil, oder können die betreffenden oder alle Steckverbindungskontaktteile für den Durchstrahlgüteprozess ggf. präpariert werden.
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Der Durchstrahlgüteprozess als Werkstoffprüfung ist ein bildgebender Teilprozess des Herstellverfahrens, wobei Materialunterschiede des betreffenden Steckverbindungskontaktteils zerstörungsfrei dargestellt werden können. Hierbei wird mit Röntgenstrahlung bzw. Gammastrahlung von einem Emitter bevorzugt eine Dichte und/oder Dicke des betreffenden Steckverbindungskontaktteils in einem Bereich der Schweißstelle und bevorzugt einem Bereich unmittelbar an der Schweißstelle, und nicht nur die Schweißstelle selbst, auf einem Detektor abgebildet. Die Strahlung (eigentlicher Emitter) stammt dabei aus einer geeigneten Quelle, wie z. B. einer Röntgenröhre, einem Elektronenbeschleuniger mit Röntgentarget oder einem strahlenden Radionuklid. Auf dem Detektor erscheint ein Projektionsbild des betreffenden Steckverbindungskontaktteils bzw. lediglich ein Ausschnitt davon im Bereich der Schweißstelle. An einem Kontrast bzw. Schwärzungsgrad des Projektionsbilds lässt sich eine unterschiedliche Materialdichte und/oder Materialdicke erkennen.
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Die Steckverbindungskontaktteile können durch den Formgebungsprozess jeweils an wenigstens einem Umfang offen vorkonfiguriert und zeitlich auf den Formgebungsprozess folgend, durch den Schweißprozess an diesem Umfang geschlossen konfiguriert werden. Bevorzugt ist dabei eine Offenstelle des Umfangs der Steckverbindungskontaktteile vergleichsweise klein in Bezug auf den diesen Umfang. Evtl. vorhandene Durchgangsausnehmungen in den Steckverbindungskontaktteilen bleiben hierbei unberücksichtigt.
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Der Durchstrahlgüteprozess kann durch wenigstens: zwei, drei, vier, fünf, sechs, sieben, acht oder mehr Materiallagen des Steckverbindungskontaktteils hindurch erfolgen, wobei lediglich eine einzige dieser Materiallagen die Schweißstelle aufweist. Hierbei sind die Materiallagen bevorzugt sandwichartig aufgebaut. So kann in diesem Sinn ein z. B. liegendes U-Profil drei Materiallagen, also zwei Schenkel und einen diese verbindenden Steg, umfassen.
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Beispielsweise zeigt die 2 in einem Detektierbereich entlang der Schweißstelle, abgesehen von den dort eingerichteten elektrischen Kontakteinrichtungen oder elektrischen Leitungen, drei solche Materiallagen; zwei aus einem Metall (oben und unten, bzw. außen) und eine aus einem Kunststoff (Dielektrikum, innen). Ferner zeigt die die 3 im Detektierbereich entlang der Schweißstelle fünf solche Materiallagen; zwei vergleichsweise dünne und eine vergleichsweise dicke, schmale aus einem Metall (innen) und zwei aus einem Kunststoff (Dielektrikum, außen). Für eine Beurteilung des Projektionsbilds bleiben Fluide bevorzugt unberücksichtigt.
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In Ausführungsformen kann durch den Durchstrahlgüteprozess das Steckverbindungskontaktteil in einem Bereich der Schweißstelle und in einem Bereich einer Peripherie der Schweißstelle durchstahlt werden. Hierbei kann eine Dichte und/oder Dicke des Steckverbindungskontaktteils sowohl im Bereich der Schweißstelle als auch im Bereich der Peripherie der Schweißstelle detektiert werden. D. h. das Steckverbindungskontaktteil wird im Bereich der Schweißstelle sowie im Bereich direkt abseits der Schweißstelle untersucht. Die Dichte und/oder Dicke der Schweißstelle sowie die Dichte und/oder Dicke des Steckverbindungskontaktteils abseits der Schweißstelle schlagen sich in einem bestimmten Kontrastverlauf (Unterscheidungsmerkmal für einen Helligkeitsverlauf) auf dem Detektor nieder. Hierdurch wird eine Güte bzw. eine Qualität der Schweißstelle geprüft.
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In Ausführungsformen kann ein durch den Durchstrahlgüteprozess des Steckverbindungskontaktteils lediglich im Bereich der Schweißstelle, oder im Bereich der Schweißstelle und im Bereich der Peripherie der Schweißstelle erhaltenes Istdetektorbild mit wenigstens einem Sollbild verglichen werden. Das wenigstens eine Sollbild repräsentiert ein gewünschtes Schweißergebnis (minimal, maximal, dazwischen). - Dies kann automatisiert durch ein Computerprogramm erfolgen. Ein erfindungsgemäßes Computerprogramm oder ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt weist dafür Programmcodemittel auf, die ausgebildet sind, ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren durchzuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen, und/oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind.
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D. h. die Erfindung ist als ein Verfahren und/oder als ein Computerprogramm z. B. in einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung implementierbar. D. h. ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt, z. B. ein Computerprogramm auf einem Datenträger, umfasst einen Programmcode, der Programmcodemittel zur Durch- bzw. Ausführung des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens umfasst. Hierbei kann das Computerprogramm auf einem (Mikro-)Prozessor oder einem (Kleinst- oder Klein-)Computer ausgeführt werden und/oder auf einem Datenträger oder einem digitalen Speichermedium gespeichert sein.
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Bei einer Abweichung des Istdetektorbilds vom Sollbild kann z. B. ein Fehlereintrag in einer entsprechenden Einrichtung (Fehlerspeicher) gemacht werden. Ferner kann, insbesondere bei einer wiederholten signifikanten Abweichung, ein Alarm ausgegeben werden und/oder das Herstellverfahren gestoppt werden. Des Weiteren kann, insbesondere bei einer wiederholten signifikanten Abweichung, der Schweißprozess der Steckverbindungskontaktteile anhand der Abweichung korrigiert werden.
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In Ausführungsformen kann der Durchstrahlgüteprozess als eine Störungsprüfung ausgebildet sein. Bei einer auftretenden Störung im Herstellverfahren wird der Durchstrahlgüteprozess für eine bestimmte Zeit oder eine bestimmte Anzahl von Steckverbindungskontaktteilen initiiert, wobei von wenigstens einem durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteil, wenigstens eine Laserschweißstelle auf ihre Qualität geprüft wird.
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Ferner kann der Durchstrahlgüteprozess als eine Zufallsprüfung ausgebildet sein. Bei wenigstens einem zufällig ausgewählten Steckverbindungskontaktteil von durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteilen, wird wenigstens eine Laserschweißstelle auf ihre Qualität geprüft. Hierbei kann z. B. ein Zufallszeitpunkt während eines Herstellverfahrens, zu welchem ein Durchstrahlgüteprozess durchgeführt bzw. ein bestimmtes Steckverbindungskontaktteil geprüft werden soll, von einem Computer oder einem Menschen ggf. zeitlich vorab ausgewählt werden.
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Des Weiteren kann der Durchstrahlgüteprozess als eine periodische Prüfung ausgebildet sein. Bei einer sich im Wesentlichen wiederholenden Anzahl von Steckverbindungskontaktteilen von durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteilen, wird wenigstens eine Laserschweißstelle auf ihre Qualität geprüft. Eine solche periodische Prüfung wird bevorzugt vor einem Start des Herstellverfahrens bestimmt. Hierbei kann z. B. vorab jedes zehnte und/oder jedes zweiundzwanzigste Steckverbindungskontaktteil ausgewählt werden. Ferner ist es möglich, z. B. drei aufeinanderfolgende Steckverbindungskontaktteile zu prüfen und die nächsten siebenunddreißig nicht zu prüfen; etc. Diese Zahlen sind lediglich beispielhaft, andere sind in beliebigen Kombinationen natürlich anwendbar.
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Darüber hinaus kann der Durchstrahlgüteprozess als eine Prozentprüfung ausgebildet sein. Bei im Wesentlichen einer bestimmten Prozentzahl von durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteilen, wird wenigstens eine Laserschweißstelle auf ihre Qualität geprüft. Dies kann auch im Rahmen einer periodischen Prüfung erfolgen. - Weiterhin kann der Durchstrahlgüteprozess als eine 100%-Prüfung ausgebildet sein, wobei bei im Wesentlichen sämtlichen durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteilen, wenigstens eine Laserschweißstelle auf ihre Qualität geprüft wird.
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,Von durch ein Herstellverfahren konfigurierten Steckverbindungskontaktteilen‘ soll dabei z. B. heißen, dass durch ein zeitlich bevorstehendes Herstellverfahren, z. B. beginnend mit einem bestimmten Zeitpunkt, eine z. B. bestimmte Anzahl von Steckverbindungskontaktteilen oder eine beliebige Anzahl bis zu einem bestimmten Zeitpunkt produziert werden. Ein Herstellverfahren ist also zeitlich begrenzt. Die zeitliche Begrenzung kann dabei auch willkürlich gegeben, versorgungsseitig (Bänder) bedingt, durch Wartungsintervalle vorgegeben etc. sein.
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Der Durchstrahlgüteprozess kann sich im Wesentlichen (z. B. im selben Raum) oder hauptsächlich (z. B. im selben Gebäude) zeitlich direkt an den Schweißprozess anschließen. Ferner kann zwischen dem Schweißprozess für die Steckverbindungskontaktteile und dem Durchstrahlgüteprozess für das wenigstens eine Steckverbindungskontaktteil dieser Steckverbindungskontaktteile eine Zeitdauer liegen, welche größer als eine Stunde, größer als ein Tag, größer als eine Woche, größer als ein Monat etc. ist.
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Die jeweilige Schweißstelle kann durch das Herstellverfahren als ein Stumpfstoß, ein Überlappstoß, ein Parallelstoß, ein T-Stoß, ein Eckstoß, ein Schrägstoß, ein Bördelstoß etc. ausgebildet werden. Hierbei können die zwei an der Schweißstelle beteiligten Umfangsabschnitte des Steckverbindungskontaktteils aneinander geheftet, zwischen einander teilweise durchgeschweißt oder im Wesentlichen vollständig durchgeschweißt werden.
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Der Schweißprozess und der Durchstrahlgüteprozess können als Teilprozesse eines integrierten Prozesses durchgeführt werden, wobei sich der Durchstrahlgüteprozess zeitlich direkt an den Schweißprozess anschließt. Ferner können der Formgebungsprozess, der Schweißprozess und der Durchstrahlgüteprozess als Teilprozesse eines integrierten Prozesses durchgeführt werden, wobei sich der Schweißprozess zeitlich direkt an den Formgebungsprozess, und sich der Durchstrahlgüteprozess zeitlich direkt an den Schweißprozess anschließt. Des Weiteren kann der Durchstrahlgüteprozess zeitlich vor oder zeitlich nach einem Aufwickeln der konfigurierten oder endkonfigurierten Steckverbindungskontaktteile erfolgen.
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Das Steckverbindungskontaktteil ist bevorzugt als ein elektrischer Verbinder oder als eine elektrische Kontakteinrichtung ausgebildet. Der Formgebungsprozess kann einen Stanzprozess, einen Umformprozess, einen Biegeprozess und/oder einen Oberflächenbearbeitungsprozess ggf. lediglich aufweisen. Der Schweißprozess kann in den Formgebungsprozess integriert sein oder sich zeitlich im Wesentlichen unmittelbar an den Formgebungsprozess anschließen. Ferner kann der Schweißprozess zeitlich zwischen dem Formgebungsprozess und dem Durchstrahlgüteprozess durchgeführt werden. Hierbei kann der Schweißprozess zeitlich im Wesentlichen unmittelbar vor dem Durchstrahlgüteprozess durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Herstellverfahren kann mittels einer erfindungsgemäßen Anlage durchgeführt werden.
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Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen weist eine Formgebungsmaschine, insbesondere eine Stanzmaschine, zum Vorkonfigurieren der Steckverbindungskontaktteile, und einen Schweißapparat, insbesondere einen Laserschweißapparat, zum Konfigurieren der Steckverbindungskontaktteile auf, wobei dem Schweißapparat (prozessbekleidend) eine Durchstrahlgüteeinrichtung raumzeitlich nachgeschaltet ist, mittels welcher wenigstens eine Schweißstelle, insbesondere wenigstens eine Laserschweißstelle, wenigstens eines Steckverbindungskontaktteils der Steckverbindungskontaktteile, auf ihre Qualität prüfbar ist.
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Hierbei stehen die Formgebungsmaschine, der Schweißapparat und die Durchstrahlgüteeinrichtung als Anlage bevorzugt in einer planvollen Zusammenstellung und in einem ggf. großräumlichem Zusammenhang. Die Formgebungsmaschine, der Schweißapparat und/oder die Durchstrahlgüteeinrichtung sind bevorzugt funktional und ggf. steuerungstechnisch miteinander verknüpft. Die Schweißstellen der Steckverbindungskontaktteile sind dabei wiederum natürlich durch den Schweißapparat eingerichtet worden.
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,Konfiguriert‘ soll hierbei wiederum heißen, dass die Steckverbindungskontaktteile zeitlich nach dem Schweißprozess und zeitlich vor dem Durchstrahlgüteprozess, oder zeitlich nach dem Durchstrahlgüteprozess ggf. noch weiter konfiguriert, d. h. endkonfiguriert werden können, bevor sie, z. B. von einer Haspel, Spule oder Rolle (englisch Reel) aus, mit Drähten, Leitungen, Kabeln, Kabelbündeln, Kabelbäumen etc. elektrisch und mechanisch verbunden werden ((vor- oder end-)konfektionierte Kabel). (Vor- oder end-)Konfektionierte Hybridkabel sind natürlich anwendbar.
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Der Schweißapparat kann ein Bestandteil der Formgebungsmaschine, einer Maschinenkabine der Formgebungsmaschine oder der Durchstrahlgüteeinrichtung sein. Darüber hinaus kann der Schweißapparat räumlich zwischen der, z. B. räumlich abgeschlossenen, Formgebungsmaschine und der, z. B. ebenfalls räumlich abgeschlossenen, Durchstrahlgüteeinrichtung vorgesehen sein. Hierbei kann die Durchstrahlgüteeinrichtung mit einer Aufwickeleinrichtung eine Einheit bilden, wobei die Durchstrahlgüteeinrichtung in Verfahrensrichtung vor der eigentlichen Aufwickeleinrichtung vorgesehen ist.
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Die Durchstrahlgüteeinrichtung kann ein Bestandteil der Formgebungsmaschine, der Maschinenkabine der Formgebungsmaschine und/oder des Schweißapparats sein. Ferner kann die Durchstrahlgüteeinrichtung räumlich vor oder nach der Aufwickeleinrichtung für die konfigurierten oder endkonfigurierten Steckverbindungskontaktteile vorgesehen sein. - Ein Computerprogramm oder ein Computerprogrammprodukt der Anlage weist Programmcodemittel auf, welche ausgebildet sind, ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren durchzuführen, wenn die Programmcodemittel auf einer Recheneinheit oder einer Verarbeitungseinrichtung ablaufen. - Mittels der erfindungsgemäßen Anlage ist ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren durchführbar.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnung näher erläutert. Abschnitte, Elemente, Bauteile, Einheiten, Schemata und/oder Komponenten, welche eine identische, univoke oder analoge Ausbildung und/ oder Funktion besitzen, sind in der Figurenbeschreibung (s. u.), der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und in den Figuren (Fig.) der Zeichnung mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Eine mögliche, in der Erfindungsbeschreibung (s. o.) nicht erläuterte, in der Zeichnung nicht dargestellte und/oder nicht abschließende Alternative, eine statische und/oder kinematische Umkehrung, eine Kombination etc. zu den Ausführungsbeispielen der Erfindung bzw. einer Komponente, einem Schema, einer Einheit, einem Bauteil, einem Element oder einem Abschnitt davon, kann ferner der Figurenbeschreibung entnommen werden.
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Bei der Erfindung kann ein Merkmal (Abschnitt, Element, Bauteil, Einheit, Komponente, Funktion, Größe etc.) positiv, d. h. vorhanden, oder negativ, d. h. abwesend, ausgestaltet sein, wobei ein negatives Merkmal als Merkmal nicht explizit erläutert ist, wenn nicht gemäß der Erfindung Wert darauf gelegt ist, dass es abwesend ist. Ein Merkmal dieser Spezifikation (Beschreibung, Bezugszeichenliste, Patentansprüche, Zeichnung) kann nicht nur in einer angegebenen Art und/oder Weise, sondern auch in einer anderen Art und/oder Weise angewendet sein (Isolierung, Zusammenfassung, Ersetzung, Hinzufügung, Alleinstellung, Weglassung etc.). Insbesondere ist es möglich, anhand eines Bezugszeichens und einem diesen zugeordneten Merkmal, bzw. vice versa, in der Beschreibung, der Bezugszeichenliste, den Patentansprüchen und/oder der Zeichnung, ein Merkmal in den Patentansprüchen und/oder der Beschreibung zu ersetzen, hinzuzufügen oder wegzulassen. Darüber hinaus kann dadurch ein Merkmal in einem Patentanspruch ausgelegt und/oder näher spezifiziert werden.
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Die Merkmale dieser Spezifikation sind (angesichts des (meist unbekannten) Stands der Technik) auch als optionale Merkmale interpretierbar; d. h. jedes Merkmal kann als ein fakultatives, arbiträres oder bevorzugtes, also als ein nicht verbindliches, Merkmal aufgefasst werden. So ist eine Herauslösung eines Merkmals, ggf. inkl. seiner Peripherie, aus einem Ausführungsbeispiel möglich, wobei dieses Merkmal dann auf einen verallgemeinerten Erfindungsgedanken übertragbar ist. Das Fehlen eines Merkmals (negatives Merkmal) in einem Ausführungsbeispiel zeigt, dass das Merkmal in Bezug auf die Erfindung optional ist. Ferner ist bei einem Artbegriff für ein Merkmal auch ein Gattungsbegriff für das Merkmal mitlesbar (ggf. weitere hierarchische Gliederung in Untergattung, Sektion etc.), wodurch, z. B. unter Beachtung von Gleichwirkung und/oder Gleichwertigkeit, eine Verallgemeinerung eines oder diesen Merkmals möglich ist. - In den lediglich beispielhaften Fig. zeigen:
- 1 in einer Blockdarstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen, mittels welcher z. B. ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen von Steckverbindungskontaktteilen durchführbar ist,
- 2 in einer zentral geschnittenen, zweidimensionalen Ansicht eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen elektrischen MCON-Steckverbinders mit einer Schweißstelle in einem äußeren Umfang, und
- 3 in einer zentral geschnittenen, zweidimensionalen Ansicht eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen elektrischen Kontakteinrichtung (Terminal) mit einer Schweißstelle in einem inneren Umfang.
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Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen einer Ausführungsform einer Variante einer erfindungsgemäßen Anlage 1 zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen 100, sowie anhand von Ausführungsbeispielen einer Ausführungsform einer Variante eines Verfahrens zum Herstellen von Steckverbindungskontaktteilen 100 näher erläutert. In der Zeichnung sind nur diejenigen räumlichen und/oder zeitlichen Abschnitte eines Gegenstands der Erfindung dargestellt, welche für ein Verständnis der Erfindung notwendig sind.
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Obwohl die Erfindung detaillierter durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher beschrieben und illustriert ist, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Andere Variationen können hieraus und/oder aus Obigem (Erfindungsbeschreibung) abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So sind die Steckverbindungskontaktteile 100 z. B. auch außerhalb des Kraftfahrzeugbereichs, z. B. allgemein im Fahrzeugbereich, im Computer- und (Unterhaltungs-)Elektronikbereich etc., anwendbar.
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Die Anlage 1 (vgl. 1) zur Herstellung der elektrischen Steckverbindungskontaktteile 100 weist eine Formgebungsmaschine 32, einen Schweißapparat (nicht dargestellt) und gemäß der Erfindung eine Durchstrahlgüteeinrichtung 10 (schematisch davon dargestellt sind ein Emitter 12 und ein Detektor 14) auf. - Hierbei kann die Formgebungsmaschine 32 einen Formgebungsprozess Fp als einen zeitlich ersten Prozess durchführen. Ferner kann der Schweißapparat einen Schweißprozess Sp als einen zeitlich auf den ersten Prozess folgenden zweiten Prozess durchführen. Und die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 kann einen Durchstrahlgüteprozess Dp als einen zeitlich auf den zweiten Prozess folgenden dritten Prozess durchführen.
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Mittels der Formgebungsmaschine 32 bzw. durch den Formgebungsprozess Fp (rechts in der 1: Einlauf 20 in die Formgebungsmaschine 32 oder eine Maschinenkabine 30 der Formgebungsmaschine 32, z. B. für Kupferbänder, Aluminiumbänder etc.) werden zunächst die Steckverbindungskontaktteile 100 vorkonfiguriert. Hierbei erhält bevorzugt jeweils wenigstens ein Abschnitt, insbesondere ein Metallabschnitt, der Steckverbindungskontaktteile 100 seine wesentliche Form, wobei die Steckverbindungskontaktteile 100 bevorzugt jeweils an wenigstens einem Umfang U offen vorkonfiguriert werden. Vgl. 2 ohne eine Schweißstelle 110, und 3 ohne eine Schweißstelle 110 und auch ohne ein äußeres Dielektrikum 130.
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Räumlich nach, also in Verfahrensrichtung hinter der eigentlichen Formgebungsmaschine 32 bzw. zeitlich auf den Formgebungsprozess Fp folgend, werden die Steckverbindungskontaktteile 100 konfiguriert. Dies erfolgt mittels des Schweißapparats bzw. durch den Schweißprozess Sp. Hierbei werden bevorzugt die jeweils offen vorkonfigurierten Umfänge U mittels des Schweißapparats bzw. des Schweißprozesses Sp geschlossen. D. h. je Steckverbindungskontaktteil 100 wird wenigstens eine Schweißstelle 110 im Bereich des offenen Umfangs U, also der einander betreffenden Umfangslängsendabschnitte der Steckverbindungskontaktteile 100, eingerichtet.
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Die Formgebungsmaschine 32 weist bevorzugt eine Stanzmaschine 32 auf, welche einen (Form-)Stanz(-biege-)prozess Fp durchführen kann. Der Schweißapparat weist bevorzugt einen Laserschweißapparat auf und kann einen Laserschweißprozess Sp durchführen. Hierbei kann der Schweißapparat der Formgebungsmaschine 32 oder der Maschinenkabine 30 der Formgebungsmaschine 32 zugehörig sein. Ggf. können die Formgebungsmaschine 32 und der Schweißapparat bzw. die Maschinenkabine 30 (inkl. Formgebungsmaschine 32) und der Schweißapparat dabei eine Funktionseinheit bilden. Der Schweißapparat kann aber auch (räumlich) getrennt von der Formgebungsmaschine 32 bzw. der Maschinenkabine 30 der Formgebungsmaschine 32 vorgesehen sein.
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Die Steckverbindungskontaktteile 100 können zeitlich vor, während oder nach dem Formgebungsprozess Fp durch die Formgebungsmaschine 32 ein Dielektrikum 120, 130 bzw. eine elektrische Isolierung 120, 130 aufweisen bzw. erhalten. Die 2 zeigt ein solches Dielektrikum 120 innen im Steckverbindungskontaktteil 100 eingerichtet, und die 3 zeigt ein solches Dielektrikum 120 außen im Steckverbindungskontaktteil 100 vorgesehen. Das Dielektrikum 120, 130 ist bevorzugt einstückig, stofflich einstückig oder integral ausgebildet. - Die wenigstens eine (Laser-)Schweißstelle 110 des Steckverbindungskontaktteils 100 kann eine beliebige Form besitzen. Bevorzugt ist z. B. ein Schweißpunkt, ein Schweißbereich oder eine Schweißnaht.
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Auf den Schweißapparat (räumlich) folgend bzw. auf den Schweißprozess Sp zeitlich folgend wird durch die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 bzw. den Durchstrahlgüteprozess Dp wenigstens eine Schweißstelle 110, insbesondere wenigstens eine Laserschweißstelle 110, wenigstens eines betreffenden Steckverbindungskontaktteils 100 auf ihre Qualität geprüft. Hierbei kann z. B. von einer bestimmten Anzahl von zu herzustellenden Steckverbindungskontaktteilen 100 (Herstellverfahren (Zyklus)) wiederum eine bestimmte Anzahl von Steckverbindungskontaktteilen 100 auf ihre Qualität geprüft werden. D. h. im Rahmen eines Herstellverfahrens kann der Durchstrahlgüteprozess Dp als eine Störungsprüfung, eine Zufallsprüfung, eine periodische Prüfung, eine Prozentprüfung, eine 100%-Prüfung (vgl. oben) etc. ausgebildet sein.
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Gemäß der Erfindung kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 in einer Vielzahl von Positionen in der Anlage 1 vorgesehen sein. So zeigt die 1 beispielhaft eine Mehrzahl von Positionen der Durchstrahlgüteeinrichtung 10 in der Anlage 1. - So kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 der eigentlichen Formgebungsmaschine 32 nachgeschaltet sein, wobei die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 Bestandteil der Formgebungsmaschine 32 ist. Ferner kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 Bestandteil der Maschinenkabine 30 der Formgebungsmaschine 32 sein, wobei die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 der Formgebungsmaschine 32 innerhalb der Maschinenkabine 30 nachgeschaltet ist.
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Ferner kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 bzw. der Durchstrahlgüteprozess Dp einem Ausgang 40 aus der Formgebungsmaschine 32 oder der Maschinenkabine 30 nachgeschaltet sein. Des Weiteren kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 bzw. der Durchstrahlgüteprozess Dp einer Aufwickeleinrichtung 50 für die Steckverbindungskontaktteile 100 vorgeschaltet sein. Die Aufwickeleinrichtung 50 kann für ein Aufwickeln der Steckverbindungskontaktteile 100 eine Haspel, eine Spule, eine Rolle (Reel) etc. aufweisen. Ferner kann die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 bzw. der Durchstrahlgüteprozess Dp der Aufwickeleinrichtung 50 nachgeschaltet sein.
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Zeitlich nach der Aufwickeleinrichtung 50 können die bereits geprüften oder auch noch nicht geprüften Steckverbindungskontaktteile 100 weitertransportiert, verpackt, gelagert, verssendet etc. werden, was mit den Positionen 60, 70 in der 1 verdeutlicht ist. Es ist gemäß der Erfindung möglich, zwischen der Aufwickeleinrichtung 50 und einer Endverarbeitung der Steckverbindungskontaktteile 100 zu (vor-/end-)konfektionierten Kabeln, die Durchstrahlgüteeinrichtung 10 vorzusehen bzw. den Durchstrahlgüteprozess Dp durchzuführen. - Es ist natürlich selbstverständlich, dass in diesen Ausführungsformen der Erfindung der Durchstrahlgüteeinrichtung 10 der Schweißapparat vorgeschaltet sei muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Anlage zur Herstellung von elektrischen Steckverbindungskontaktteilen 100
- 10
- Durchstrahlgüteeinrichtung
- 12
- Emitter
- 14
- Detektor
- 20
- Einlauf
- 30
- Maschinenkabine
- 32
- Formgebungsmaschine
- 40
- Ausgang aus der Formgebungsmaschine 32 oder der Maschinenkabine 30
- 50
- Aufwickeleinrichtung
- 60
- Weitertransport, Verpackung, Lagerung, Versand etc. des Reels 40
- 70
- Nachgeschaltete Einrichtung
- 100
- elektrisches Steckverbindungskontaktteil
- 110
- (Laser-)Schweißstelle
- 120
- Dielektrikum
- 130
- Dielektrikum
- Fp
- Formgebungsprozess
- Sp
- Schweißprozess
- Dp
- Durchstrahlgüteprozess
- U
- Umfang des Steckverbindungskontaktteils 100
