DE102017220654A1

DE102017220654A1 - Werkzeug und Verfahren zum Verbinden wenigstens zweier zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeter Kontaktelemente, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sowie Verwendung eines solchen Werkzeugs

Info

Publication number: DE102017220654A1
Application number: DE102017220654.3A
Authority: DE
Inventors: Stephan Ecker; Matthias Kohlbeck; Juergen Ofner; Toni Schulz
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-11-20
Filing date: 2017-11-20
Publication date: 2019-05-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug (1) zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten ersten Kontaktelements (2) mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten zweiten Kontaktelement (3) einer Komponente (4), mit einem manuell von einer Person (12) um eine Schwenkachse (7) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) verschwenkbaren Griffteil (5), und mit wenigstens einem Verschiebeelement (8), welches entlang einer Steckrichtung (9) aus einer Grundstellung (G) in eine Verbindungsstellung durch Verschwenken des Griffteils (5) translatorisch bewegbar ist, wodurch das erste Kontaktelement (2) entlang der Steckrichtung (9) auf das zweite Kontaktelement (3) zubewegbar und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement (3) verrastbar und dadurch verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zum Verbinden wenigstens zweier zum Übertragen von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeter Kontaktelemente, insbesondere für ein Kraftfahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Werkzeugs.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik und insbesondere aus dem Serienfahrzeugbau ist es bekannt, Kraftfahrzeuge mit Energiespeichern auszustatten, welche zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildet sind. Ein solcher Energiespeicher wird üblicherweise genutzt, um wenigstens eine elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie zu versorgen, sodass das jeweilige Kraftfahrzeug mittels der elektrischen Maschine elektrisch angetrieben werden kann. Das jeweilige Kraftfahrzeug ist somit als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet. Um hinreichend hohe elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisieren zu können, ist der Energiespeicher üblicherweise als eine Hochvolt-Komponente, das heißt als Hochvolt-Speicher ausgebildet. Der Energiespeicher weist dabei eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, auf, welche üblicherweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt, ist und herkömmlicherweise mehrere 100 Volt beträgt. Dabei ist der Energiespeicher beispielsweise als Batterie, insbesondere als Hochvolt-Batterie (HV-Batterie), ausgebildet. Der Energiespeicher ist üblicherweise Bestandteil eines auch als Bordnetz bezeichneten Strom- oder Energienetzes, welches die genannte elektrische Spannung aufweist. Im Rahmen einer Herstellung eines solchen Kraftfahrzeugs und insbesondere im Rahmen einer Serien- beziehungsweise Massenproduktion von solchen Kraftfahrzeugen ist es wünschenswert, zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildete Kontaktelemente, insbesondere des Bordnetzes beziehungsweise des Energiespeichers, auf einfache und somit kostengünstige sowie prozesssichere Weise miteinander verbinden zu können.
Die DE 20 2006 001 672 U1 offenbart eine Vorrichtung zum Anschließen wenigstens einer stromführenden Leitung an einen Batteriepol, mit wenigstens einem Anschlussorgan. Dabei weist das Anschlussorgan einen Batterieanschluss und einen Versorgungsanschluss auf. Außerdem ist der Batterieanschluss mit dem Batteriepol elektrisch verbindbar.
Außerdem offenbart die WO 94/10723 A1 einen geschirmten Stecker, mit einem aus zwei leitend ausgebildeten Teilen zusammengesetzten Steckergehäuse, dessen Kabeleinführseite ein geschirmtes Anschlusskabel mittels einer ein Crimpelement aufweisenden Kabelanschlusseinrichtung angeschlossen ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug, eine Verwendung eines solchen Werkzeugs und ein Verfahren bereitzustellen, sodass wenigstens zwei zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildete Kontaktelemente auf einfache und somit kostengünstige und prozesssichere Weise miteinander verbunden werden können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, durch eine Verwendung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 6 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeten ersten Kontaktelements mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeten zweiten Kontaktelement einer insbesondere elektrischen oder elektronischen Komponente, insbesondere für ein Kraftfahrzeug wie beispielsweise für ein Hybrid- oder Elektrofahrzeug. Bei der Komponente handelt es sich beispielsweise um einen zum Speichern von elektrischer Energie beziehungsweise elektrischem Strom ausgebildeten Energiespeicher, welcher auch als Speichereinrichtung oder Speicher bezeichnet wird. Der Energiespeicher ist beispielsweise als Hochvolt-Speicher beziehungsweise als Hochvolt-Komponente ausgebildet und weist eine elektrische Spannung, insbesondere eine elektrische Betriebsspannung, auf, welche beispielsweise größer als 50 Volt, insbesondere größer als 60 Volt ist. Vorzugsweise beträgt die elektrische Spannung der Komponente mehrere 100 Volt. Hierdurch können hohe elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Dabei ist beispielsweise das zweite Kontaktelement Bestandteil des Energiespeichers, wobei das zweite Kontaktelement beispielsweise ein elektrischer Pol des Energiespeichers ist. Das erste Kontaktelement ist beispielsweise ein weiteres Kontaktelement des Energiespeichers oder aber ein Kontaktelement eines von dem Energiespeicher unterschiedlichen, zusätzlich dazu vorgesehenen Bauelements wie beispielsweise einer auch als Hochvoltleitung bezeichneten Leitung zum Übertragen von elektrischer Energie. Über die Kontaktelemente sowie beispielsweise über die Leitung kann beispielsweise der Energiespeicher in ein insbesondere als Hochvoltnetz ausgebildetes Bordnetz des Kraftfahrzeugs eingebunden werden, da beispielsweise der Energiespeicher in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie über die Kontaktelemente bereitstellen kann. Die von dem Energiespeicher bereitgestellte elektrische Energie kann beispielsweise wenigstens einer elektrischen Maschine zugeführt werden, um dadurch die elektrische Maschine in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor zu betreiben. Dadurch kann beispielsweise das Kraftfahrzeug mittels des Elektromotors elektrisch angetrieben werden. Alternativ oder zusätzlich ist es denkbar, elektrische Energie über die Kontaktelemente dem Energiespeicher zuzuführen und in dem Energiespeicher zu speichern.
Das Werkzeug weist ein Griffteil auf, welches manuell von einer Person um eine Schwenkachse aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung verschwenkbar ist. Das Werkzeug umfasst ferner wenigstens ein Verschiebeelement, welches entlang einer Steckrichtung aus einer Grundstellung in eine Verbindungsstellung durch Verschwenken des Griffteils translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar, ist. Mit anderen Worten kann das Verschiebeelement dadurch entlang der Steckrichtung aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung translatorisch bewegt, das heißt verschoben werden, dass das Griffteil aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung um die Schwenkachse verschwenkbar ist beziehungsweise verschwenkt wird. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt bewirkt das Verschwenken des Griffteils aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung das translatorische Bewegen des Verschiebeelements aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung.
Durch das translatorische Bewegen des Verschiebeelements aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung ist das erste Kontaktelement entlang der Steckrichtung auf das zweite Kontaktelement, insbesondere translatorisch, zubewegbar und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement verrastbar und dadurch verbindbar. Mit anderen Worten, durch Verschieben des Verschiebeelements aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung kann das erste Kontaktelement entlang der Steckrichtung in Richtung des zweiten Kontaktelements geschoben und somit auf das zweite Kontaktelement zu geschoben werden. Hierdurch kann das erste Kontaktelement mit dem zweiten Kontaktelement verrastet werden, indem die Kontaktelemente eine Steckverbindung miteinander ausbilden. Durch dieses Verrasten der Kontaktelemente sind die Kontaktelemente zumindest mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, sodass die Kontaktelemente mechanisch aneinander gehalten sind und sodass elektrische Energie beziehungsweise elektrischer Strom von einem der Kontaktelemente auf das andere Kontaktelement beziehungsweise umgekehrt übertragen werden beziehungsweise fließen kann.
Um dabei die Kontaktelemente auf besonders einfache, kostengünstige und prozesssichere Weise miteinander zu verbinden, weist das erfindungsgemäße Werkzeug wenigstens einen ersten Sensor auf, mittels welchem ein zumindest mittelbarer, insbesondere direkter, Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente erfassbar ist. Im Rahmen einer Herstellung der Komponente, insbesondere des Energiespeichers, ist es beispielsweise vorgesehen, dass die Person das Werkzeug zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an der Komponente anordnet und dabei beispielsweise auf die Komponente auflegt, um in der Folge das zweite Kontaktelement auf die beschriebene Weise mit dem ersten Kontaktelement zu verbinden. Der erste Sensor ist beispielsweise als ein Auflagesensor ausgebildet, mittels welchem erfasst werden kann beziehungsweise erfasst wird, dass das Werkzeug auf der Komponente aufliegt. Der erste Sensor umfasst beispielsweise wenigstens einen ersten Schalter, welcher durch einen Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente schließbar ist beziehungsweise dann, wenn beispielsweise das Werkzeug auf der Komponente aufliegt, geschlossen ist.
Erfindungsgemäß umfasst das Werkzeug wenigstens einen zweiten Sensor, mittels welchem eine die Bewegung des Verschiebeelements aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung charakterisierende Messgröße erfassbar ist. Mit anderen Worten ist der zweite Sensor dazu ausgebildet, die Verbindungsstellung des Verschiebeelements zu erfassen. Dies bedeutet, dass der zweite Sensor erfassen kann, dass das Verschiebeelement die Verbindungsstellung erreicht beziehungsweise einnimmt. Dabei umfasst der zweite Sensor beispielsweise wenigstens einen zweiten Schalter, welcher durch Bewegen des Verschiebeelements in die Verbindungsstellung zu schließen ist beziehungsweise dann, wenn sich das Verschiebeelement in der Verbindungsstellung befindet, geschlossen ist. Sind die Schalter beispielsweise gleichzeitig geschlossen, so kontaktiert das Werkzeug die Komponente beziehungsweise das Werkzeug liegt auf der Komponente auf und gleichzeitig befindet sich das Verschiebeelement in der Verbindungsstellung.
Das erfindungsgemäße Werkzeug umfasst darüber hinaus wenigstens ein Mikrofon, mittels welchem wenigstens ein aus dem Verrasten resultierendes Verrastgeräusch erfassbar ist. Im Zuge des Verrastens der Kontaktelemente werden die Kontaktelemente zumindest formschlüssig miteinander verbunden. Aus dem Verrasten der Kontaktelemente resultiert das Verrastgeräusch, welches beispielsweise ein Klick oder ein Klick-Geräusch ist. Das Verrastgeräusch kann mittels des Mikrofons erfasst werden. Da es mittels des erfindungsgemäßen Werkzeugs möglich ist, sowohl den Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente als auch die Bewegung des Verschiebeelements in die Verbindungsstellung und das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch erfassen zu können, können die Kontaktelemente auf besonders einfache und kostengünstige Weise sowie besonders prozesssicher miteinander verbunden werden. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist dabei nach Art einer mechanischen Zange ausgebildet beziehungsweise nach Art einer mechanischen Zange von der Person bedienbar, da die Person lediglich das erfindungsgemäße Werkzeug in zumindest mittelbaren, insbesondere direkten, Kontakt mit der Komponente bringen und dann das Griffteil aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung schwenken muss, um die Kontaktelemente miteinander zu verbinden. Das Griffteil ist beispielsweise über eine entsprechende Koppeleinrichtung mit dem Verschiebeelement gekoppelt, sodass das Verschwenken des Griffteils in die translatorische Bewegung des Verschiebeelements umgewandelt wird. Dadurch reichen bereits geringe Kräfte aus, die von der Person auf das Werkzeug, insbesondere auf das Griffteil, auszuüben sind, um die Kontaktelemente miteinander zu verbinden. Hierdurch können die Kontaktelemente besonders einfach, zeit- und kostengünstig und prozesssicher miteinander verbunden werden.
Um die Kontaktelemente auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise miteinander verbinden zu können, ist es in einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Steckrichtung schräg oder senkrecht zur Schwenkachse verläuft. Dabei ist es insbesondere denkbar, dass die Schwenkachse und die Steckrichtung in parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Ebenen verlaufen. Hierdurch kann das Griffteil von der Person auf einfache Weise erreicht und betätigt werden, wobei die Kontaktelemente auch in solchen Bereichen miteinander verbunden werden können, die von einer Person selbst nicht oder nur sehr schwierig zugänglich sind.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug einen Verbindungsbereich aufweist, in welchem die Kontaktelemente unter Ausbildung der Steckverbindung miteinander verbindbar sind, wobei das Mikrofon direkt auf den Verbindungsbereich ausgerichtet ist. Hierunter kann insbesondere folgendes verstanden werden: Das Mikrofon weist beispielsweise eine Öffnung auf, über welche das Verrastgeräusch beziehungsweise das Verrastgeräusch bewirkende Schallwellen in das Mikrofon beziehungsweise in dessen Inneres eindringen können. Die Öffnung ist dabei beispielsweise in einer Ebene angeordnet, deren Ebenennormale durch den Verbindungsbereich geht beziehungsweise den Verbindungsbereich schneidet. Hierdurch kann das Mikrofon das Verrastgeräusch gezielt aufnehmen, sodass das Mikrofon beispielsweise während des Verbindens der Kontaktelemente existierende, von dem Verrastgeräusch unterschiedliche Geräusch nicht oder nur geringfügig aufnimmt. Dadurch kann beispielsweise genau zwischen den Verrastgeräuschen und davon unterschiedlichen, gleichzeitig auftretenden Geräuschen differenziert werden, sodass das tatsächliche Verrasten der Kontaktelemente identifiziert werden kann. Hierdurch können die Kontaktelemente prozesssicher miteinander verbunden werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist das Werkzeug ein von der Person manuell bewegbares Basiselement auf, welches beispielsweise ein Gehäuse des Werkzeugs ist. An dem Basiselement sind das Griffteil, das Verschiebeelement, die Sensoren und das Mikrofon gehalten, sodass das um die Schwenkachse relativ zu dem Basisteil verschwenkbare Griffteil, das entlang der Steckrichtung relativ zu dem Basiselement translatorisch bewegbare Verschiebeelement, die Sensoren und das Mikrofon gleichzeitig mit dem Basiselement mitbewegbar sind. Dies bedeutet, dass das Basiselement, das Griffteil, das Verschiebeelement, die Sensoren und das Mikrofon eine zusammenhängende beziehungsweise zusammengebaute Baueinheit bilden, die von der Person gemeinsam beziehungsweise gleichzeitig gehandhabt und dadurch bewegt werden kann. Dadurch kann beispielsweise sichergestellt werden, dass die Sensoren und das Mikrofon stets vorteilhafte ausgerichtet sind, um den Kontakt, die Verbindungsstellung und das Verrastgeräusch besonders vorteilhaft erfassen zu können.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn das Werkzeug ein mit dem Sensoren und dem Mikrofon zumindest signaltechnisch verbundenes elektronisches Auswertesystem aufweist. Das Auswertesystem wird beispielsweise durch eine elektronische Recheneinrichtung gebildet, welche eine von der zuvor genannten Baueinheit separate, bezüglich der Baueinheit externe zweite Baueinheit ist. Das Auswertesystem ist beispielsweise kabel- beziehungsweise drahtlos oder aber über wenigstens ein Kabel signaltechnisch mit den Sensoren und dem Mikrofon verbunden. Unter der signaltechnischen Verbindung zwischen dem Auswertesystem und den Sensoren und dem Mikrofon ist insbesondere zu verstehen, dass Daten beziehungsweise Signale von den Sensoren und von dem Mikrofon bereitgestellt, an das Auswertesystem übertragen und von dem Auswertesystem empfangen werden können.
Das Auswertesystem zeichnet wenigstens ein von dem Mikrofon bereitgestelltes, insbesondere elektrisches, Signal auf, das von dem Mikrofon zumindest während einer Zeitspanne durchgängig erfasste Geräusche charakterisiert. Mit anderen Worten charakterisiert das Signal Geräusche, die von dem Mikrofon beziehungsweise mittels des Mikrofons zumindest während der genannten Zeitspanne durchgängig erfasst werden beziehungsweise erfasst wurden. Dies bedeutet, dass das Mikrofon zumindest während der Zeitspanne permanent beziehungsweise stets Geräusch erfasst, wobei diese während der Zeitspanne durchgängig von dem Mikrofon erfassten Geräusche durch das Signal charakterisiert werden. Dabei kann zumindest eines der durch Signale charakterisierten Geräusche das Verrastgeräusch sein. Das die Geräusche charakterisierende Signal wird von dem Mikrofon bereitgestellt, an das Auswertesystem übertragen und von diesem empfangen und aufgezeichnet.
Das Auswertesystem erfasst darüber hinaus zu wenigstens einem Zeitpunkt, dass der erste Sensor einen beziehungsweise den Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente und gleichzeitig der zweite Sensor die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst. Dies bedeutet, dass das Auswertesystem beispielsweise zu dem wenigstens einen Zeitpunkt erfasst, dass die genannten Schalter gleichzeitig geschlossen sind. Somit erfasst das Auswertesystem, dass das Werkzeug auf der Komponente aufliegt und gleichzeitig das Verschiebeelement sich in der Verbindungsstellung befindet.
Infolgedessen, dass das Auswertesystem zu dem wenigstens einen Zeitpunkt erfasst, dass der erste Sensor den Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente und gleichzeitig der zweite Sensor die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst, wertet das Auswertesystem rückwirkend zumindest einen zeitlich vor dem Zeitpunkt liegenden Teil des Signals aus und überprüft dadurch, ob der Teil des Signals das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch charakterisiert. Unter dem Merkmal, dass der genannte Teil des Signals zeitlich vor dem Zeitpunkt liegt, ist insbesondere zu verstehen, das der Teil des Signals ein zu der Zeitspanne gehörendes Zeitintervall ist oder charakterisiert, welches zeitlich vor dem Zeitpunkt liegt. Dies bedeutet, dass das Mikrofon während des Zeitintervalls durchgängig Geräusche erfasst beziehungsweise erfasst hat, wobei der Zeitpunkt auf das Zeitintervall folgt. Der Teil des Signals charakterisiert somit Geräusche, die von dem Mikrofon während des Zeitintervalls und somit zeitlich vor dem Zeitpunkt erfasst werden beziehungsweise wurden. Unter der rückwirkenden Auswertung und Überprüfung zumindest des Teils des Signals ist dabei zu verstehen, dass das Mikrofon die Geräusche während des vor dem Zeitpunkt liegenden Zeitintervalls zwar erfasst beziehungsweise erfasst hat, der Teil des Signals jedoch dann und insbesondere nur dann ausgewertet und überprüft wird, wenn zu dem zeitlich auf das Zeitintervall folgenden Zeitpunkt mittels des ersten Sensors der Kontakt und mittels des zweiten Sensors gleichzeitig die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst wird.
Charakterisiert der Teil des Signals das Verrastgeräusch beziehungsweise ist zumindest eines der durch den Teil charakterisierten Geräusche das Verrastgeräusch, so bedeutet dies, dass während des vor dem Zeitpunkt liegenden Zeitintervalls das Verrastgeräusch aufgetreten ist. Auf diese Weise kann durch Auswerten und überprüfen zumindest des Teils des Signals darauf rückgeschlossen werden, dass die Kontaktelemente tatsächlich miteinander verbunden wurden und sind, sodass auf eine gewünschte Montage beziehungsweise Verbindung der Kontaktelemente auf einfache Weise rückgeschlossen werden kann. Der Kontakt des Werkzeugs mit der Komponente und das Erreichen der Verbindungsstellung durch das Verschiebeelement sind dabei Kriterien oder Bedingungen, die erfüllt sein sollten oder müssen, um eine sichere, feste und gewünschte, insbesondere mechanische und elektrische, Verbindung zwischen den Kontaktelementen zu gewährleisten beziehungsweise zu realisieren. Hintergrund dieser Ausführungsform ist dabei, dass das Signal beziehungsweise der Teil des Signals rückwirkend dann und nur dann ausgewertet und überprüft wird, wenn die genannten Kriterien erfüllt sind. Ist beispielsweise zumindest eines der Kriterien nicht erfüllt, so unterbleibt beispielsweise eine rückwirkende Auswertung des Signals, da dann davon ausgegangen wird, dass eine gewünschte Verbindung zwischen den Kontaktelementen gar nicht hergestellt werden kann, sodass es gar nicht erst zu dem Verrastgeräusch kommen kann.
Insgesamt ist erkennbar, dass das erfindungsgemäße Werkzeug als sensorisches Werkzeug und insbesondere als sensorische Steckerzange zur sicheren Prozessüberwachung von Steckvorgängen ausgebildet ist. Das beschriebene Verbinden der Kontaktelemente ist ein solcher Steckvorgang, da im Rahmen des Steckvorgangs die Kontaktelemente zusammengesteckt und dadurch, insbesondere elektrisch und mechanisch, miteinander verbunden werden. Dabei werden die Sensoren und das Mikrofon als Sensorik verwendet, mittels welcher die Kontaktelemente beziehungsweise deren Verbindung überprüft und überwacht werden können. Der Erfindung liegt dabei insbesondere folgende Erkenntnis zugrunde: im Rahmen einer Herstellung beziehungsweise Montage von Energiespeichern, insbesondere von Hochvoltspeichern, werden beispielsweise erste Kontaktelemente in Form von Hochvoltflachsteckern mit jeweiligen korrespondierenden zweiten Kontaktelementen, insbesondere mechanisch und elektrisch, verbunden, in dem der jeweilige Hochvoltflachstecker mit Hilfe eines rein mechanischen Zange gesteckt, das heißt verschoben und dadurch mit dem jeweiligen zweiten Kontaktelement verbunden wird. Im Anschluss wird der gesteckte Hochvoltflachstecker beispielsweise mittels eines Stifts markiert um das erfolgte, auch als Steckvorgang bezeichnete, Stecken zu bestätigen. Durch das Stecken des Hochvoltflachsteckers wird dieser mit dem jeweiligen zweiten Kontaktelement verrastet, sodass es zu einem als Klick-Geräusch ausgebildeten Verrastgeräusch kommt, wenn der Steckvorgang erfolgreich war. Ist der Hochvoltflachstecker als ein großer Stecker ausgebildet, so ist das Verrastgeräusch relativ laut, sodass es auf einfache Weise mittels eines beispielsweise als Richtmikrofon ausgebildeten Mikrofons erfasst werden kann. Auf diese Weise können das Verrastgeräusch und somit das Verrasten des einfach auch als Stecker bezeichneten Hochvoltflachsteckers digital gemessen und dadurch bestätigt werden.
In Versuchen wurden jedoch folgende Nachteile bei der ausschließlichen Verwendung eines Mikrofons zum Überprüfen der Verbindung der Kontaktelemente identifiziert: Eine rein akustische Erfassung beziehungsweise Messung des insbesondere als Klick-Geräusch ausgebildeten Verrastgeräuschs benötigt entweder eine sehr leise Umgebung, sodass nicht etwa andere Geräusche, die nichts mit dem Verrasten der Kontaktelemente zu tun haben, nicht als das Verrastgeräusch identifiziert werden, oder eine rein akustische Messung benötigt ein sehr markantes Verrastgeräusch, welches nicht mit anderen Geräuschen verwechselt werden kann. Um Bauraum und Gewicht zu sparen, werden Steckerverbindungen beziehungsweise Verbindungen von Kontaktelementen bei Hochvoltspeichern sehr klein ausgeführt, sodass sie auf sehr kleinen Verrastnasen beziehungsweise Verrastmechanismen basieren, die ein nur sehr leises Geräusch erzeugen. Darüber hinaus ist es üblicherweise im Rahmen einer Serien- beziehungsweise Massenproduktion nicht wirtschaftlich möglich, Hochvoltspeicher in einer solch leisen Umgebung zu montieren, die prozesssicher das rein akustische Erfassen von sehr leisen Verrastgeräuschen gewährleistet. Ein weiterer Nachteil einer rein akustischen Messung ist, dass das Mikrofon permanent beziehungsweise innerhalb eines gesamten Takts Geräusche erfasst, was die gezielte Auswertung beziehungsweise Erkennung des Verrastgeräuschs sehr aufwändig macht. Aus diesem Grund können erfolgte Steckvorgänge nicht digital dokumentiert werden. Zudem können trotz vollständiger Betätigung des Griffteils so genannte Scheinverrastungen entstehen, bei denen die Kontaktelemente zwar elektrisch gegenseitig kontaktiert werden, jedoch ein Verrastmechanismus zum Verrasten und somit formschlüssigen Verbinden der Kontaktelemente sich nach einiger Zeit lösen kann, sodass sich die Kontaktelemente relativ zueinander bewegen können. In der Folge kann das beispielsweise als Stecker, insbesondere Hochvoltflachstecker, ausgebildete erste Kontaktelement den Kontakt zum zweiten Kontaktelement verlieren, was zu einem Defekt des Energiespeichers führen kann.
Die zuvor genannten Probleme und Nachteile können mittels des erfindungsgemäßen Werkzeugs vermieden werden, da bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug nicht nur auf die akustische Erfassung des Verrastgeräuschs rückgegriffen wird, sondern als weitere Kriterien, die erfüllt sein sollten beziehungsweise müssen, um auf ein erfolgreiches Verbinden der Kontaktelemente rückzuschließen, werden das Erfassen des Kontakts zwischen dem Werkzeug und er Komponente und das Erfassen der Verbindungsstellung des Verschiebeelements verwendet. Um das Verrastgeräusch präzise erfassen zu können, ist das Mikrofon beispielsweise als Richtmikrofon ausgebildet, welches vorzugsweise direkt an dem Basiselement gehalten ist. Das Mikrofon ist vorzugsweise direkt auf den Verbindungsbereich ausgerichtet, in welchem die Kontaktelemente miteinander verrastet werden. Dadurch kann das etwaig auftretende Verrastgeräusch während des Steckvorgangs besonders gut erfasst werden.
Der beispielsweise als Auflageschalter ausgebildete beziehungsweise einen solchen Auflageschalter aufweisende erste Sensor ist beispielsweise an einer Unterseite des Werkzeugs beziehungsweise Basiselements angeordnet, um beispielsweise eine Auflage des Werkzeugs auf der Komponente zu erfassen. Der zweite Sensor ist beispielsweise innerhalb des Werkzeugs beziehungsweise innerhalb des Basiselements angeordnet und löst dann aus beziehungsweise wird dann betätigt, wenn das Griffteil vollständig betätigt beziehungsweise durchgedrückt wird, um das Verschiebeelement in die Verbindungsstellung zu bewegen.
Eine weitere der Erfindung zugrunde liegende Erkenntnis ist, dass die Erfassung beziehungsweise Messung des Verrastgeräuschs direkt in dem Verbindungsbereich, insbesondere an einer Spitze des Werkzeugs, in erster Linie deswegen schwierig ist, da das Werkzeug bei manueller Handhabung durch eine Person versehentlich an die Komponente anstoßen kann. Daraus resultierende starke Erschütterungen und Geräusche können unerwünschterweise als das Verrastgeräusch detektiert werden. Durch eine nahe Positionierung des Mikrofons an dem Verbindungsbereich kann dieses Problem zwar minimiert, jedoch nicht vollständig ausgeschlossen werden. Gelöst werden kann dieses Problem durch Verwendung der Sensoren. Vereinfacht gesagt misst das Auswertesystem erst dann beziehungsweise das Auswertesystem überprüft erst dann, ob es zu dem Verrastgeräusch gekommen ist, wenn sowohl mittels des ersten Sensors der Kontakt zwischen der Komponente und dem Werkzeug als auch mittels des zweiten Sensors gleichzeitig die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst wird. Die Wahrscheinlichkeit, dass es trotz des erfüllt seins dieser Kriterien der Teil des Signals Geräusche charakterisiert, die mit dem eigentlichen Verrastgeräusch verwechselt werden könnten, ist sehr gering und kann zumindest nahezu Null sein, sodass Verwechselungen zwischen dem Verrastgeräusch und anderen Geräuschen zumindest nahezu ausgeschlossen werden können. Beispielsweise zeichnet das Auswertesystem permanent das Signal und somit Geräusche auf, welche von dem Mikrofon durchgängig erfasst werden. Eine definierte Überprüfung des Signals auf das Verrastgeräusch wird aber erst bei erfüllt sein der Kriterien rückwirkend für beispielsweise eine Sekunde ausgeführt, um Verwechselungen zwischen dem eigentlichen Verrastgeräusch und davon unterschiedlichen Geräuschen zu vermeiden. Dies ermöglicht eine hochwertige und besonders fehlerfreie Prozessüberwachung.
Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Werkzeugs für eine Herstellung wenigstens eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers für ein Kraftfahrzeug. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten ersten Kontaktelements mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten zweiten Kontaktelement einer Komponente, insbesondere eines Energiespeichers. Bei dem Verfahren werden die Kontaktelemente mittels eines Werkzeugs, insbesondere mittels eines erfindungsgemäßen Werkzeugs, miteinander verbunden. Das Werkzeug weist ein manuell von einer Person um eine Schwenkachse aus einer Ausgangsstellung in eine Betätigungsstellung verschwenkbares Griffteil und wenigstens ein Verschiebeelement auf, welches entlang einer Steckrichtung aus einer Grundstellung in eine Verbindungsstellung durch Verschwenken des Griffteils translatorisch bewegbar ist. Im Rahmen des Verfahrens wird beispielsweise das Griffteil aus der Ausgangsstellung in die Betätigungsstellung verschwenkt. Hierdurch wird das Verschiebeelement aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung bewegt, wodurch das erste Kontaktelement entlang der Steckrichtung auf das zweite Kontaktelement, insbesondere translatorisch, zubewegt und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement verrastet und dadurch verbunden wird.
Das Werkzeug umfasst außerdem wenigstens einen ersten Sensor, mittels welchem ein Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente erfasst wird. Das Werkzeug umfasst ferner wenigstens einen zweiten Sensor, mittels welchem eine die Bewegung des Verschiebeelements aus der Grundstellung in die Verbindungsstellung charakterisierende Messgröße erfasst wird. Des Weiteren umfasst das Werkzeug wenigstens ein beispielsweise als Richtmikrofon ausgebildetes Mikrofon, mittels welchem wenigstens ein aus dem Verrasten der Kontaktelemente resultierendes Verrastgeräusch erfasst wird. Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung und des zweiten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des dritten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn als die Komponente ein zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeter Energiespeicher für ein Kraftfahrzeug verwendet wird. Erst durch Anwenden des Verfahrens auf die Herstellung eines Energiespeichers für Kraftfahrzeuge können Energiespeicher im Rahmen einer Massenbeziehungsweise Serienproduktion besonders zeit- und kostengünstig und somit besonders wirtschaftlich hergestellt werden.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Verschiebeelement durch Verschwenken des Griffteils in die schräg oder senkrecht zur Schwenkachse verlaufende Steckrichtung translatorisch bewegt wird. Hierdurch können die Kontaktelemente besonders einfach, zeit- und kostengünstig und prozesssicher miteinander verbunden werden.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn ein mit den Sensoren und mit dem Mikrofon zumindest signaltechnisch verbundenes elektronisches Auswertesystem vorgesehen ist, mittels welchem wenigstens ein von dem Mikrofon bereitgestelltes Signal aufgezeichnet wird, das von dem Mikrofon zumindest während einer Zeitspanne durchgängig erfasste Geräusche charakterisiert. Mittels des Auswertesystems wird zu wenigstens einem Zeitpunkt erfasst, dass mittels des ersten Sensors ein Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente und gleichzeitig mittels des zweiten Sensors die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst wird. Des Weiteren wird mittels der elektronischen Auswertesystems infolgedessen, dass das Auswertesystem zu dem wenigstens einen Zeitpunkt erfasst, dass der erste Sensor den Kontakt zwischen dem Werkzeug und der Komponente und gleichzeitig der zweite Sensor die Verbindungsstellung des Verschiebeelements erfasst, rückwirkend zumindest ein zeitlich vor dem Zeitpunkt liegender Teil des Signals ausgewertet und dadurch überprüft, ob der Teil des Signals das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch charakterisiert.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels mit den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht eines erfindungsgemäßen Werkzeugs zum Verbinden wenigstens zweier zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeter Kontaktelemente;
2 eine schematische Seitenansicht des Werkzeugs;
3 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht des Werkzeugs;
4 ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Werkezugs; und
5 ausschnittsweise eine schematische Vorderansicht des Werkzeugs.

In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein Werkzeug 1 zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten ersten Kontaktelements 2 (3) mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten zweiten Kontaktelement 3 einer Komponente 4. Die Komponente 4 ist als Energiespeicher ausgebildet, welcher zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildet ist. Der Energiespeicher wird auch als Speichereinrichtung, Speicher oder elektrischer Speicher bezeichnet und ist beispielsweise eine Batterie, insbesondere eine Hochvolt-Batterie (HV-Batterie). Insbesondere ist der Energiespeicher eine Hochvolt-Komponente, deren elektrische Spannung, insbesondere elektrische Betriebsspannung, mehrere 100 Volt beträgt. Hierdurch können hohe elektrische Leistungen zum elektrischen Antreiben des Kraftfahrzeugs realisiert werden. Das Kraftfahrzeug ist dabei beispielsweise als Hybrid- oder Elektrofahrzeug ausgebildet und weist wenigstens eine elektrische Maschine auf, mittels welcher das Kraftfahrzeug antreibbar ist. Die elektrische Maschine ist dabei in einem Motorbetrieb und somit als Elektromotor antreibbar, mittels welchem das Kraftfahrzeug elektrisch angetrieben werden kann. Hierzu wird die elektrische Maschine mit in dem Energiespeicher gespeicherter elektrischer Energie versorgt. Beispielsweise wird die in dem Energiespeicher gespeicherte elektrische Energie über die Kontaktelemente 2 und 3 zu der elektrischen Maschine geleitet.
Im Folgenden wird anhand der Fig. ein Verfahren zum Verbinden der Kontaktelemente 2 und 3 miteinander beschrieben, wobei im Rahmen des Verfahrens die Kontaktelemente 2 und 3 mittels des Werkzeugs 1 miteinander verbunden werden. Dabei werden die Kontaktelemente 2 und 3 zumindest mechanisch und elektrisch miteinander verbunden, sodass sie aneinander gehalten und elektrisch miteinander kontaktiert sind. Das Kontaktelement 2 ist beispielsweise als Stecker und dabei insbesondere als Hochvoltflachstecker ausgebildet, der im Rahmen eines Steckvorgangs gesteckt und dadurch mit dem Kontaktelement 3 mechanisch und elektrisch verbunden wird.
Um die Kontaktelemente 2 und 3 einfach, zeit- und kostengünstig und prozesssicher miteinander verbinden zu können, umfasst das Werkzeug 1 ein Griffteil 5, welches an einem Basiselement in Form eines Gehäuses 6 des Werkzeugs 1 verschwenkbar gehalten ist. Dabei ist das Griffteil 5 manuell von einer Person um eine Schwenkachse 7 relativ zu dem Gehäuse 6 aus einer in 1 gezeigten Ausgangsstellung A in eine in 2 gezeigte Betätigungsstellung B verschwenkbar.
Besonders gut aus 3 und 4 ist erkennbar, dass das Werkzeug 1 darüber hinaus wenigstens ein Verschiebeelement 8 aufweist, welches entlang einer in 3 und 4 durch einen Doppelpfeil 9 veranschaulichten und auch als Schieberichtung bezeichneten Steckrichtung aus einer Grundstellung G in eine Verbindungsstellung relativ zu dem Gehäuse 6 translatorisch bewegbar, das heißt verschiebbar, ist, und zwar durch Verschwenken des Griffteils 5 aus der Ausgangsstellung A in die Betätigungsstellung B.
Das Griffteil 5 ist beispielsweise über eine insbesondere in dem Gehäuse 6 aufgenommene Koppeleinrichtung mit dem Verschiebeelement 8 gekoppelt, sodass das Verschiebeelement 8 aus der Grundstellung G in die Verbindungsstellung verschoben wird, wenn das Griffteil 5 aus der Ausgangsstellung A in die Betätigungsstellung B verschwenkt wird.
Durch Verschieben des Verschiebeelements 8 aus der Grundstellung G in die Verbindungsstellung wird das erste Kontaktelement 2 entlang der Steckrichtung auf das zweite Kontaktelement 3 translatorisch zu bewegt, das heißt zu verschoben und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement 3 verrastet und dadurch mit dem zweiten Kontaktelement 3 verbunden. Mit anderen Worten wird im Rahmen des Steckvorgangs eine Steckverbindung zwischen den Kontaktelementen 2 und 3 derart hergestellt, dass das Kontaktelement 2 auf die beschriebene Weise entlang der Steckrichtung auf das Kontaktelement 3 zu geschoben wird. Hierdurch wird das Kontaktelement 2 mit dem Kontaktelement 3 verrastet und elektrisch kontaktiert beziehungsweise verbunden.
Um nun die Kontaktelemente 2 und 3 besonders prozesssicher elektrisch miteinander verbinden zu können, sodass der Energiespeicher insgesamt zeit- und kostengünstig sowie prozesssicher montiert beziehungsweise hergestellt werden kann, umfasst das Werkzeug 1 einen in 3 besonders schematisch dargestellten ersten Sensor 10, mittels welchem ein insbesondere direkter oder zumindest mittelbarer Kontakt zwischen dem Werkzeug 1 und der Komponente 4 erfasst werden kann beziehungsweise im Rahmen des Verfahrens erfasst wird. Das Werkzeug 1 umfasst ferner wenigstens einen zweiten Sensor 11, mittels welchem eine die Bewegung des Verschiebeelements 8 aus der Grundstellung G in die Verbindungsstellung charakterisierende Messgröße erfassbar ist. Mit anderen Worten ist mittels des zweiten Sensors 11 die Verbindungsstellung des Verschiebeelements 8 erfassbar. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt ist der Sensor 11 dazu ausgebildet, das Erreichen der Verbindungsstellung durch das Verschiebeelement 8 zu erfassen. Somit ist es im Rahmen des Verfahrens vorgesehen, das mittels des Sensors 11 erfasst wird, insbesondere anhand der Messgröße, dass das Verschiebeelement 8 die Verbindungsstellung erreicht. Ferner wird mittels des Sensors 10 erfasst, dass die beispielsweise in 2 schematisch dargestellte und mit 12 bezeichnete Person das Werkzeug 1 an der Komponente 4 anordnet und dabei beispielsweise auf die Komponente 4 auflegt. Der Sensor 10 ist beispielsweise als Auflagensensor ausgebildet, mittels welchem das Aufliegen des Werkzeugs 1 auf der Komponente 4 und somit der Kontakt zwischen Werkzeug 1 und der Komponente 4 erfasst wird. Der Sensor 11 ist beispielsweise als Wegsensor ausgebildet, mittels welchem ein Weg erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird, den das Verschiebeelement 8 zurücklegt. Überschreitet beispielsweise der mittels des Sensors 11 erfasste Weg einen vorgebbaren Schwellenwert, so wird dadurch erfasst, dass das Verschiebeelement 8 seine Verbindungsstellung erreicht.
Außerdem umfasst das Werkzeug 1 ein beispielsweise als Richtmikrofon ausgebildetes Mikrofon 13 (1), mittels welchem wenigstens ein aus dem Verrasten resultierendes Verrastgeräusch erfassbar ist beziehungsweise erfasst wird. Aus 1 bis 4 ist besonders gut erkennbar, dass die Sensoren 10 und 11 zumindest mittelbar an dem Gehäuse 6 gehalten sind. Ferner ist das Verschiebeelement 8 translatorisch bewegbar an dem Gehäuse 6 gehalten. Das Griffteil 5 ist verschwenkbar an dem Gehäuse 6 gehalten. Und das Mikrofon 13 ist an dem Gehäuse 6 gehalten und insbesondere direkt auf einen Verbindungsbereich V des Werkzeugs 1 ausgerichtet, wobei in dem Verbindungsbereich V die Kontaktelemente 2 und 3 unter Ausbildung der Steckverbindung miteinander verbindbar sind beziehungsweise miteinander verbunden werden. Im Rahmen des Steckvorgangs wird beispielsweise das Kontaktelement 2 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend oder vollständig, in das Kontaktelement 3 entlang der Steckrichtung eingeschoben.
Das Werkzeug 1, insbesondere das Gehäuse 6 umfasst darüber hinaus ein Griffelement 14, welches von der Person insbesondere mit deren Hand ergriffen beziehungsweise umgriffen werden kann. Hierdurch kann das Werkzeug 1 von der Person 12 manuell gehandhabt und relativ zu der Komponente 4 (Energiespeicher) bewegt und insbesondere an dem Energiespeicher (Komponente 4) angeordnet beziehungsweise auf den Energiespeicher (Komponente 4) aufgelegt werden. Aus 2 ist erkennbar, dass beispielsweise eine Hilfseinrichtung 19 zum Einsatz kommt, die beispielsweise als Deckenbefestigung oder so genannter Galgen ausgebildet ist. Das Werkzeug 1 ist dabei an der Hilfseinrichtung 19 aufgehängt, sodass die Person 12 nicht das gesamte Gewicht des Werkzeugs 1 alleine halten muss.
Besonders gut aus 3 ist erkennbar, dass die Steckrichtung (Doppelpfeil 9) zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse 7 verläuft. Dabei verlaufen die Steckrichtung und die Schwenkachse 7 in parallel zueinander verlaufenden und voneinander beabstandeten Ebenen, wobei die Ebenennormalen der Ebenen senkrecht zueinander verlaufen. Über das Griffelement 14 können das Gehäuse 6 von der Person 12 und somit das an dem Gehäuse 6 gehaltene Griffteil 5, die an dem Gehäuse 6 gehaltenen Sensoren 10 und 11, das an dem Gehäuse 6 gehaltene Verschiebeelement 8 und das an dem Gehäuse 6 gehaltene Mikrofon 13 manuell gehandhabt und bewegt werden, insbesondere relativ zu dem Energiespeicher. Das Gehäuse 6, das Griffteil 5, das Verschiebeelement 8, die Sensoren 10 und 11 und das Mikrofon 13 bilden somit eine Baueinheit, welche über das Griffelement 14 von der Person 12 besonders einfach gehandhabt und bewegt werden kann.
Dabei ist ein zumindest mit den Sensoren 10 und 11 und mit dem Mikrofon 13 zumindest signaltechnisch verbundenes elektronisches Auswertesystem 15 vorgesehen, welches beispielsweise durch eine elektronische Recheneinrichtung gebildet ist. Die elektronische Recheneinrichtung ist beispielsweise eine zusätzlich zu der Baueinheit vorgesehene und bezüglich der Baueinheit externe Komponente, welche kabel- beziehungsweise leitungslos oder aber über wenigstens eine physisch vorhandene Leitung 16 signaltechnisch mit der Baueinheit und dabei zumindest mit den Sensoren 10 und 11 und mit dem Mikrofon 13 verbunden ist.
Die Sensoren 10 und 11 stellen beispielsweise jeweilige, insbesondere elektrische, Sensorsignale bereit, welche von dem Auswertesystem 15 empfangen werden. Das von dem Sensor 10 bereitgestellte Sensorsignal charakterisiert beispielsweise den Kontakt zwischen dem Werkzeug 1 und der Komponente 4. Das von dem Sensor 11 bereitgestellte Sensorsignal charakterisiert beispielsweise die Verbindungsstellung des Verschiebeelements 8.
Das Mikrofon 13 stellt beispielsweise ein Mikrofonsignal bereit, welches Geräusche charakterisiert, die mittels des Mikrofons 13 beziehungsweise von dem Mikrofon 13 erfasst werden beziehungsweise erfasst wurden. Auch das Mikrofonsignal wird beispielsweise von dem Auswertesystem 15 empfangen. Dabei ist es vorgesehen, dass das Auswertesystem 15 das von dem Mikrofon 13 bereitgestellte Mikrofonsignal aufzeichnet, welches von dem Mikrofon 13 zumindest während einer Zeitspanne durchgängig erfasste Geräusche charakterisiert. Zu wenigstens einem Zeitpunkt erfasst das Auswertesystem 15 anhand der Sensorsignale, dass der erste Sensor 10 den Kontakt zwischen dem Werkzeug 1 und der Komponente 4 und gleichzeitig der zweite Sensor 11 die Verbindungsstellung des Verschiebeelements 8 erfasst. Der Kontakt zwischen Werkzeug 1 und der Komponente 4 und der Verbindungsstellung des Verschiebeelements 8 sind somit Kriterien, die erfüllt sind, wenn der Sensor 10 erfasst, dass das Werkzeug 1 die Komponente 4 kontaktiert und wenn der Sensor 11 die Verbindungsstellung der Verschiebeelements 8 erfasst.
Sind beide Kriterien gleichzeitig zu einem Zeitpunkt erfüllt und erfasst das Auswertesystem 15, dass beide Kriterien gleichzeitig zu dem Zeitpunkt erfüllt sind, so wertet das Auswertesystem 15 zumindest einen zeitig vor dem Zeitpunkt liegenden Teil des Signals aus und überprüft dadurch, ob der Teil des Signals das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch charakterisiert. Da der Teil des Signals zeitlich vor dem Zeitpunkt liegt, charakterisiert der Teil des Signals ein zu der Zeitspanne gehörendes und zeitlich vor dem Zeitpunkt liegendes Zeitintervall, an welches sich der Zeitpunkt anschließt. Der Teil des Signals charakterisiert somit während des Zeitintervalls von dem Mikrofon 13 aufgenommene beziehungsweise erfasste Geräusche. Ist eines der durch den Teil charakterisierten Geräusche das Verrastgeräusch, so wird dies von dem Auswertesystem 15 erkannt, sodass zusammen mit dem Erfüllt sein der beiden Kriterien darauf rückgeschlossen wird, dass die Kontaktelemente 2 und 3 im Rahmen des Steckvorgangs auf gewünschte Weise und somit fest sowohl mechanisch als auch elektrisch miteinander verbunden wurden. Auf diese Weise kann das beschriebene Verbinden der Kontaktelemente 2 und 3 präzise und überwacht sowie digitalisiert beziehungsweise digital dokumentiert werden.
Dadurch dass zumindest der Teil des Signals rückwirkend dann und nur dann ausgewertet und überprüft wird, wenn beide Kriterien gleichzeitig erfüllt sind, kann vermieden werden, dass der Teil des Signals Geräusche charakterisiert beziehungsweise dass während des Zeitintervalls Geräusche auftreten oder aufgetreten sind, die mit dem eigentliche Verrastgeräusch verwechselt werden können. Das erfüllt sein der beiden Kriterien ist eine doppelte Verifizierung und ermöglicht die Realisierung eines sicheren Prozesses. Die Sensoren 10 und 11 werden verwendet, um zu überprüfen und zu erfassen, dass der einen manuellen Vorgang darstellende Steckvorgang auf gewünschte Weise durchgeführt wird beziehungsweise wurde. Dies bedeutet, dass es die rückwirkende und von dem Erfülltsein beider Kriterien abhängende Überprüfung des Signals ermöglicht, den Steckvorgang und insbesondere das Verrasten der Kontaktelemente 2 und 3 an sich zu überprüfen, ohne dass beispielsweise Geräusche ausgewertet werden, welche mit dem eigentlichen Verrastgeräusch verwechselt werden können. Auf diese Weise können beispielsweise mehrere Komponenten 4, insbesondere im Rahmen einer Serien- beziehungsweise Massenproduktion zeit- und kostengünstig sowie prozesssicher hergestellt werden.
5 zeigt schließlich das Werkzeug 1 in einer schematischen Vorderansicht. In 5 ist ein Bauraumbereich 17 veranschaulicht, in welchem beispielsweise das Mikrofon 13 platziert und insbesondere an dem Gehäuse 6 gehalten ist. Ferner ist in 5 ein Bauraumbereich 18 gezeigt, in welchem wenigstens ein Anbauteil angeordnet ist und insbesondere an dem Gehäuse 6 gehalten werden kann. Bei dem Anbauteil handelt es sich beispielsweise um eine Übertragungseinheit, mittels welcher das Mikrofonsignal an das Auswertesystem 15 übertragen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem Anbauteil um das Mikrofon 13 oder ein anderes, weiteres Mikrofon handeln.
Bezugszeichenliste

1: Werkzeug
2: Kontaktelement
3: Kontaktelement
4: Komponente
5: Griffteil
6: Gehäuse
7: Schwenkachse
8: Verschiebeelement
9: Doppelpfeil
10: erster Sensor
11: zweiter Sensor
12: Person
13: Mikrofon
14: Griffelement
15: elektronisches Auswertesystem
16: Leitung
17: Bauraumbereich
18: Bauraumbereich
19: Hilfseinrichtung
A: Ausgangsstellung
B: Bestätigungsstellung
G: Grundstellung
V: Verbindungsbereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006001672 U1 [0003]
WO 9410723 A1 [0004]

Claims

Werkzeug (1) zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten ersten Kontaktelements (2) mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten zweiten Kontaktelement (3) einer Komponente (4), mit einem manuell von einer Person (12) um eine Schwenkachse (7) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) verschwenkbaren Griffteil (5), und mit wenigstens einem Verschiebeelement (8), welches entlang einer Steckrichtung (9) aus einer Grundstellung (G) in eine Verbindungsstellung durch Verschwenken des Griffteils (5) translatorisch bewegbar ist, wodurch das erste Kontaktelement (2) entlang der Steckrichtung (9) auf das zweite Kontaktelement (3) zubewegbar und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement (3) verrastbar und dadurch verbindbar ist, wobei das Werkzeug umfasst: - wenigstens einen ersten Sensor (10), mittels welchem ein Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und der Komponente (4) erfassbar ist; - wenigstens einen zweiten Sensor (11), mittels welchem eine die Bewegung des Verschiebeelements (8) aus der Grundstellung (G) in die Verbindungsstellung charakterisierende Messgröße erfassbar ist; und - wenigstens ein Mikrofon (13), mittels welchem wenigstens ein aus dem Verrasten resultierendes Verrastgeräusch erfassbar ist.
Werkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckrichtung (9) schräg oder senkrecht zur Schwenkachse (7) verläuft.
Werkzeug (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) einen Verbindungsbereich (V) aufweist, in welchem die Kontaktelemente (2, 3) unter Ausbildung der Steckverbindung miteinander verbindbar sind, wobei das Mikrofon (13) direkt auf den Verbindungsbereich (V) ausgerichtet ist.
Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (1) ein von der Person (12) manuell bewegbares Basiselement (6) aufweist, an welchem das Griffteil (5), das Verschiebeelement (8), die Sensoren (10, 11) und das Mikrofon (13) gehalten sind, sodass das um die Schwenkachse (7) relativ zu dem Basisteil (6) verschwenkbare Griffteil (5), das entlang der Steckrichtung (9) relativ zu dem Basiselement (6) translatorisch bewegbare Verschiebeelement (8), die Sensoren (10, 11) und das Mikrofon (13) gleichzeitig mit dem Basiselement (6) mitbewegbar sind.
Werkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein mit den Sensoren (10, 11) und dem Mikrofon (13) zumindest signaltechnisch verbundenes elektronisches Auswertesystem (15), welches: - wenigstens ein von dem Mikrofon (13) bereitgestelltes Signal aufzeichnet, das von dem Mikrofon (13) zumindest während einer Zeitspanne durchgängig erfasste Geräusche charakterisiert; - zu wenigstens einem Zeitpunkt erfasst, dass der erste Sensor (10) einen Kontakt zwischen dem Werkzeug (2) und der Komponente (4) und gleichzeitig der zweite Sensor (11) die Verbindungsstellung des Verschiebeelements (8) erfasst; und - infolgedessen, dass das Auswertesystem (15) zu dem wenigstens einen Zeitpunkt erfasst, dass der erste Sensor (10) den Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und der Komponente (4) und gleichzeitig der zweite Sensor (11) die Verbindungsstellung des Verschiebeelements (8) erfasst, rückwirkend zumindest einen zeitlich vor dem Zeitpunkt liegenden Teil des Signals auswertet und dadurch überprüft, ob der Teil des Signals das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch charakterisiert.
Verwendung eines Werkzeugs (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche für eine Herstellung eines zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeten Energiespeichers (4) für ein Kraftfahrzeug.
Verfahren zum Verbinden wenigstens eines zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten ersten Kontaktelements (2) mit wenigstens einem zum Übertragen von elektrischer Energie ausgebildeten zweiten Kontaktelement (3) einer Komponente (4), bei welchem die Kontaktelemente (2, 3) mittels eines Werkzeugs (1) miteinander verbunden werden, welches ein manuell von einer Person (12) um eine Schwenkachse (7) aus einer Ausgangsstellung (A) in eine Betätigungsstellung (B) verschwenkbares Griffteil (5) und wenigstens ein Verschiebeelement (8) aufweist, welches entlang einer Steckrichtung (9) aus einer Grundstellung (G) in eine Verbindungsstellung durch Verschwenken des Griffteils (5) translatorisch bewegbar ist, wodurch das erste Kontaktelement (2) entlang der Steckrichtung (9) auf das zweite Kontaktelement (3) zubewegt und unter Ausbildung einer Steckverbindung mit dem zweiten Kontaktelement (3) verrastet und dadurch verbunden wird, wobei das Werkzeug (1) außerdem umfasst: - wenigstens einen ersten Sensor (10), mittels welchem ein Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und der Komponente (4) erfasst wird; - wenigstens einen zweiten Sensor (11), mittels welchem eine die Bewegung des Verschiebeelements (8) aus der Grundstellung (G) in die Verbindungsstellung charakterisierende Messgröße erfasst wird; und - wenigstens ein Mikrofon (13), mittels welchem wenigstens ein aus dem Verrasten resultierendes Verrastgeräusch erfasst wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass als die Komponente (4) ein zum Speichern von elektrischer Energie ausgebildeter Energiespeicher (4) für ein Kraftfahrzeug verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschiebeelement (8) durch Verschwenken des Griffteils (5) in die schräg oder senkrecht zur Schwenkachse (7) verlaufende Steckrichtung (9) translatorisch bewegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch ein mit den Sensoren (10, 11) und dem Mikrofon zumindest signaltechnisch verbundenes elektronisches Auswertesystem (15), mittels welchem: - wenigstens ein von dem Mikrofon (13) bereitgestelltes Signal aufgezeichnet wird, das von dem Mikrofon (13) zumindest während einer Zeitspanne durchgängig erfasste Geräusche charakterisiert; - zu wenigstens einem Zeitpunkt erfasst wird, dass mittels des ersten Sensors (10) ein Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und der Komponente (4) und gleichzeitig mittels des zweiten Sensors (11) die Verbindungsstellung des Verschiebeelements (8) erfasst wird; und - infolgedessen, dass das Auswertesystem (15) zu dem wenigstens einen Zeitpunkt erfasst, dass der erste Sensor (10) den Kontakt zwischen dem Werkzeug (1) und der Komponente (4) und gleichzeitig der zweite Sensor (11) die Verbindungsstellung des Verschiebeelements (8) erfasst, rückwirkend zumindest ein zeitlich vor dem Zeitpunkt liegender Teil des Signals ausgewertet und dadurch überprüft wird, ob der Teil des Signals das aus dem Verrasten resultierende Verrastgeräusch charakterisiert.