DE102019130490B3 - Electrical device, in particular test module, and method for detecting and evaluating a plug-in process - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät (1), insbesondere Prüfmodul, das aufweist einen äußeren Rahmen (2) und einen gegenüber dem äußeren Rahmen (2) in einer oder entgegen einer Einsteckrichtung verstellbaren inneren Rahmen (4), auf, wobei an dem inneren Rahmen (4) eine Steckeraufnahme (6) zur Aufnahme eines Steckers (7) vorgesehen ist.Hierbei ist mindestens ein Verbindungselement (10) in ersten Befestigungspunkten (P1, P2; P5, P6) am äußeren Rahmen (2) und in zweiten Befestigungspunkten (P3, P4) am inneren Rahmen (4) befestigt und bei einer mechanischen Verstellung des inneren Rahmens (4) gegenüber dem äußeren Rahmen (2) in der oder entgegen der Einsteckrichtung (R) elastisch verstellbar. Das Verbindungselement weist (10) eine elastische Leiterplatte (20) und Widerstandselemente (22; R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8) auf, deren elektrische Widerstandswerte bei der elastischen Verstellung des Verbindungselementes (10) veränderbar sind, wobei eine Messeinrichtung (30) zur Messung des elektrischen Widerstands der Widerstandselemente (22; R1-R8) und Ausgabe eines Messsignals (S1), und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung zur Aufnahme des Messsignals und Vergleich oder Bewertung des Messsignals und Ausgabe eines Bewertungssignals zur Anzeige eines ordnungsgemäßen Einsteck- und/oder Zugvorgangs vorgesehen ist.The invention relates to an electrical device (1), in particular a test module, which has an outer frame (2) and an inner frame (4) that can be adjusted in one or against an insertion direction with respect to the outer frame (2), whereby on the inner frame (4) a plug receptacle (6) for receiving a plug (7) is provided. Here, at least one connecting element (10) is in first fastening points (P1, P2; P5, P6) on the outer frame (2) and in second fastening points (P3 , P4) attached to the inner frame (4) and elastically adjustable in the event of a mechanical adjustment of the inner frame (4) relative to the outer frame (2) in or against the insertion direction (R). The connecting element has (10) an elastic printed circuit board (20) and resistance elements (22; R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8), the electrical resistance values of which can be changed during the elastic adjustment of the connecting element (10), a measuring device (30) for measuring the electrical resistance of the resistance elements (22; R1-R8) and outputting a measurement signal (S1), and a control and evaluation device for receiving the measurement signal and comparing or evaluating the measurement signal and outputting an evaluation signal for display a proper insertion and / or pulling process is provided.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Gerät, insbesondere ein Prüfmodul, das eine Steckeraufnahme zur Aufnahme eines Steckers aufweist, sowie ein Verfahren zum Erfassen und Bewerten eines Steckvorgangs.The invention relates to an electrical device, in particular a test module, which has a plug receptacle for receiving a plug, as well as a method for detecting and evaluating a plugging process.
Elektrische Geräte, insbesondere auch elektronische Geräte, werden im Allgemeinen durch mit Steckern versehenen Kabeln mit weiteren Einheiten bzw. elektrischen Geräten verbunden. Der Stecker kann insbesondere ein elektrischer Stecker sein und der Stromversorgung des elektrischen Gerätes dienen. Weiterhin dienen Stecker und Steckeraufnahmen auch zur SignalÜbertragung. So werden im Kfz-Bereich die Kabel eines Kabelbaums mittels entsprechender Stecker und Steckeraufnahmen in die elektrischen Geräte bzw. Baueinheiten des Fahrzeugs eingesetzt.Electrical devices, in particular also electronic devices, are generally connected to other units or electrical devices by cables provided with plugs. The plug can in particular be an electrical plug and serve to supply power to the electrical device. Furthermore, plugs and plug receptacles are also used for signal transmission. In the motor vehicle sector, for example, the cables of a cable harness are inserted into the electrical devices or structural units of the vehicle by means of corresponding plugs and plug receptacles.
Zur Prüfung von Kabeln bzw. Kabelbäumen sind hierbei Prüfmodule bekannt, in die die Stecker eingesteckt werden, um diese nachfolgend vor dem Einbau in ein Fahrzeug zu testen. Die
Hierbei ist sicherzustellen, dass ein ordnungsgemäßer Einsteckvorgang mit einer Verriegelung der einzelnen Kontakte vorliegt. Derartige Einsteckvorgänge werden oftmals manuell durchgeführt, wobei der Benutzer den Stecker mit hinreichender Einsteck-Kraft oder Einpress-Kraft einsteckt. Je nach Handhabung des Steckers und Zugänglichkeit der Steckeraufnahme, aber auch gegebenenfalls in Abhängigkeit von weiteren Parametern, können die Einsteckvorgänge fehlerhaft sein. Hierbei wird gegebenenfalls zunächst eine elektrische Kontaktierung der Steckerstifte des Steckers in den entsprechenden Stiftaufnahmen bzw. Stiftbuchsen der Steckeraufnahme erreicht; nachfolgend können sich einzelne Kontakte im Stecker/Buchse jedoch gegebenenfalls lösen, z. B. bei mechanischer Beanspruchung über seine Leitung bzw. Kabel, und insbesondere auch durch weitere mechanische Belastungen wie Vibrationen, die insbesondere auch im Automotive-Bereich relevant sein können.It must be ensured that the insertion process is correct and that the individual contacts are locked. Such insertion processes are often carried out manually, the user inserting the plug with sufficient insertion or press-in force. Depending on how the plug is handled and how the plug receptacle is accessible, but also depending on other parameters, the insertion processes can be faulty. In this case, electrical contacting of the plug pins of the plug in the corresponding pin receptacles or pin sockets of the plug receptacle is possibly first achieved; subsequently, however, individual contacts in the plug / socket may become loose, e.g. B. in the case of mechanical stress on its line or cable, and in particular also through other mechanical loads such as vibrations, which can also be relevant in the automotive sector in particular.
Somit kann trotz gegebenenfalls anfangs vorliegender elektrischer Kontaktierung der einzelnen Kontakte gegebenenfalls kein ordnungsgemäßer Einsteckvorgang vorliegen.Thus, in spite of any electrical contacting of the individual contacts at the beginning, there may be no proper insertion process.
Neben elektrischen Kontakten können auch entsprechende Lichtleiter über Stecker und Steckeraufnahmen kontaktiert werden, wobei auch hier eine hinreichende Einsteckkraft bzw. Einpresskraft sowie Verriegelung zu gewährleisten ist.In addition to electrical contacts, contact can also be made with corresponding light guides via plugs and plug receptacles, with a sufficient insertion force or press-in force as well as locking being ensured here too.
Zur Bewertung des Einsteckvorgangs ist grundsätzlich ein Signal-Test bekannt, bei dem somit die elektrische Kontaktierung der Stecker in den Steckeraufnahmen nachfolgend überprüft wird. Ein Steckvorgang, der zunächst eine Kontaktierung der Kontakte bzw. Steckerstifte in den Stiftaufnahmen erreicht hat, bei dem jedoch z. B. der Stecker nicht tief genug in die Steckeraufnahme eingepresst wurde, kann somit gegebenenfalls nicht als fehlerhaft detektiert werden, obwohl sich Kontakte nachfolgend lösen können.A signal test is basically known for evaluating the insertion process, in which the electrical contacting of the plugs in the plug receptacles is subsequently checked. A plugging process that has initially reached a contact with the contacts or plug pins in the pin receptacles, but in which z. For example, if the plug was not pressed deep enough into the plug receptacle, it may not be detected as faulty, although contacts can subsequently become loose.
Die
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Hierbei ist ein elastisches Element vorgesehen, das konfiguriert ist, eine Grenzfläche zwischen der Kopfoberfläche und der Verbinderoberfläche abzudichten. Die Dünnschicht-Abtastelemente befinden sich mit dem elastischen Element in Kontakt und sind konfiguriert, einen Widerstand eines elektrischen Netzwerks basierend auf der auf die Dichtung ausgeübten Kraft zu definieren.The
Here, an elastic element is provided which is configured to seal an interface between the head surface and the connector surface. The thin film sensing elements are in contact with the elastic element and are configured to define a resistance of an electrical network based on the force applied to the seal.
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektrisches Gerät, insbesondere Prüfmodul, und ein Verfahren zum Überprüfen eines Einsteck- und Verrastvorgangs zu schaffen, die eine sichere Bewertung eines Einsteckvorgangs, einschließlich einer korrekten Positionierung, ermöglichen.The invention is based on the object of creating an electrical device, in particular a test module, and a method for checking an insertion and latching process that is reliable Enable assessment of an insertion, including correct positioning.
Diese Aufgabe wird durch ein elektrisches Gerät und ein Verfahren nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen.This object is achieved by an electrical device and a method according to the independent claims. The subclaims describe preferred developments.
Das elektrische Gerät kann insbesondere ein Prüfmodul sein, mit dem z.B. ein Kabelbaum getestet werden kann. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Ausbildung aber allgemein bei elektrischen Geräten erfolgen.The electrical device can in particular be a test module with which, for example, a cable harness can be tested. In principle, however, the design according to the invention can generally take place in electrical devices.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Prüfmodul durchgeführt werden; das erfindungsgemäße Prüfmodul ist insbesondere zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen.The method according to the invention can in particular be carried out with the test module according to the invention; the test module according to the invention is provided in particular for carrying out the method according to the invention.
Somit weist das elektrische Gerät einen inneren Rahmen und einen äußeren Rahmen auf, die gegeneinander verstellbar sind. Der innere Rahmen weist eine Steckeraufnahme bzw. Steckbuchse zur Aufnahme eines Steckers in einer Einsteckrichtung auf. Der innere Rahmen ist hierbei in einer Aussparung des äußeren Rahmens aufgenommen und derartig geführt, dass der innere Rahmen in der oder entgegen der Einsteckrichtung gegenüber dem äußeren Rahmen verstellbar ist. Die Aussparung kann den inneren Rahmen zu vier Seiten hin umgeben; es ist hier jedoch z.B. eine Führung auch an zwei Seiten möglich.The electrical device thus has an inner frame and an outer frame which can be adjusted relative to one another. The inner frame has a plug receptacle or socket for receiving a plug in an insertion direction. The inner frame is received in a recess in the outer frame and is guided in such a way that the inner frame can be adjusted in the direction of insertion or in the opposite direction to the outer frame. The recess can surround the inner frame on four sides; however, a guided tour is also possible on two sides, for example.
Der Stecker kann somit in der Einsteckrichtung in die Steckeraufnahme eingesteckt oder entgegen der Einsteckrichtung aus der Steckeraufnahme gezogen werden, sodass durch den Einsteckvorgang oder einen Zugvorgang der innere Rahmen gegenüber dem äußeren Rahmen verstellt wird. Hierbei ist zwischen dem inneren Rahmen und dem äußeren Rahmen mindestens ein Verbindungselement, vorzugsweise sind zwei oder mehr Verbindungselemente vorgesehen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausbildung sind zwei Verbindungselemente vorgesehen, die den inneren Rahmen zwischen sich aufnehmen bzw. zu den beiden Seiten des inneren Rahmens vorgesehen sind. Somit kann der innere Rahmen gleichmäßig zwischen den Verbindungselementen aufgenommen und geführt werden, wodurch insbesondere auch eine gradlinige Führung des inneren Rahmens bei dem Einsteckvorgang erreicht wird und eine Torsion des inneren Rahmens gegenüber dem äußeren Rahmen vermieden werden kann.The plug can thus be plugged into the plug receptacle in the plug-in direction or pulled out of the plug receptacle counter to the plug-in direction, so that the inner frame is adjusted relative to the outer frame by the plugging process or a pulling process. Here, at least one connecting element is provided between the inner frame and the outer frame, preferably two or more connecting elements are provided. According to a particularly preferred embodiment, two connecting elements are provided which accommodate the inner frame between them or are provided on both sides of the inner frame. Thus, the inner frame can be received and guided evenly between the connecting elements, whereby in particular a straight guidance of the inner frame is achieved during the insertion process and torsion of the inner frame relative to the outer frame can be avoided.
Das Verbindungselement ist in ersten Befestigungspunkten am äußeren Rahmen und in zweiten Befestigungspunkten am inneren Rahmen befestigt. Hierbei ist das Verbindungselement elastisch verformbar, sodass es beim Einsteckvorgang (in der Einsteckrichtung) und beim Zugvorgang (entgegen der Einsteckrichtung) elastisch verformt wird.The connecting element is attached to the outer frame at first attachment points and to the inner frame at second attachment points. Here, the connecting element is elastically deformable, so that it is elastically deformed during the insertion process (in the insertion direction) and during the pulling process (opposite to the insertion direction).
Die ersten und zweiten Befestigungspunkte bilden insbesondere innere äußere Befestigungspunkte und sind insbesondere in einer zur Einsteckrichtung nicht-parallelen, vorzugsweise orthogonalen Längsrichtung zueinander beabstandet, insbesondere abwechselnd oder alternierend.The first and second fastening points form in particular inner outer fastening points and are in particular spaced apart from one another in a longitudinal direction that is not parallel to the insertion direction, preferably orthogonal, in particular alternately or alternately.
So können z. B. zwei benachbarte innere Befestigungspunkte des Verbindungselementes am äußeren Rahmen vorgesehen sein, d. h. erste Befestigungspunkte darstellen, und in Längsrichtung hierzu beabstandete äußere Befestigungspunkte des Verbindungselementes am inneren Rahmen vorgesehen sein, d. h. zweite Befestigungspunkte darstellen.So z. B. two adjacent inner attachment points of the connecting element can be provided on the outer frame, d. H. represent first fastening points, and outer fastening points of the connecting element spaced apart therefrom in the longitudinal direction can be provided on the inner frame, d. H. represent second attachment points.
Ergänzend können Zusatz-Befestigungspunkte wiederum in Längsrichtung beabstandet zu den beiden äußeren Befestigungspunkten, d. h. als ganz außen angeordnete Befestigungspunkte, am äußeren Rahmen vorgesehen sein, sodass eine abwechselnde oder alternierende Anordnung von Befestigungspunkten vorgesehen ist.In addition, additional fastening points can again be spaced apart in the longitudinal direction from the two outer fastening points, i.e. H. can be provided on the outer frame as fastening points arranged on the very outside, so that an alternating or alternating arrangement of fastening points is provided.
Die alternierende Anordnung muss somit auch nicht streng alternierend sein, da z. B. zwei innere Befestigungspunkte zur Befestigung des Verbindungselementes am gleichen Rahmen (z. B. äußeren Rahmen) dienen.
Grundsätzlich ist z.B. auch eine hierzu inverse Befestigung möglich.The alternating arrangement therefore does not have to be strictly alternating, since z. B. serve two inner attachment points to attach the connecting element to the same frame (z. B. outer frame).
In principle, for example, an inverse fastening is also possible.
Durch eine derartige Ausbildung wird erreicht, dass das elastisch verformbare Verbindungselement sich zwischen den Befestigungspunkten an den Rahmen durchbiegt, insbesondere wellenförmig, wobei das Maß der Durchbiegung somit die Einsteckkraft oder Einpresskraft wiedergibtSuch a design ensures that the elastically deformable connecting element bends between the fastening points on the frame, in particular in a wave-like manner, the amount of deflection thus reflecting the insertion force or press-in force
Somit ist vorteilhafterweise grundsätzlich kein freies Spiel zwischen dem inneren Rahmen und äußeren Rahmen vorgesehen, sondern eine zunächst starre, aber elastisch nachgiebige Befestigung über das mindestens eine elastisch verformbare Verbindungselement. Die Aufnahme und Verstellung des inneren Rahmens im äußeren Rahmen erfolgt vorzugsweise ohne Reibung, z.B. mit hinreichendem Spalt.Thus, in principle, there is advantageously no free play between the inner frame and the outer frame, but rather an initially rigid, but elastically flexible fastening via the at least one elastically deformable connecting element. The inner frame is preferably accommodated and adjusted in the outer frame without friction, e.g. with a sufficient gap.
Die Messung der Durchbiegung des Verbindungselementes, das aus Leiterplattenmaterial besteht, erfolgt vorteilhafterweise über Mess-Widerstände, die auf oder an dem Verbindungselement vorgesehen sind und z.B. als Leiterbahnelemente auf dem Verbindungselement ausgeführt sind. Hierbei weist das Verbindungselement insbesondere eine Leiterplatte auf, auf deren Oberseite und/oder Unterseite die Messwiderstände angebracht sind, sodass beim Durchbiegen der Leiterplatte die als Leiterbahnen ausgeführten Messwiderstände entsprechend mechanisch verformt werden und aufgrund der mechanischen Verformung ihren Widerstandswert ändern.The measurement of the deflection of the connecting element, which consists of printed circuit board material, is advantageously carried out using measuring resistors which are provided on or on the connecting element and are designed, for example, as conductor track elements on the connecting element. Here, the connecting element has in particular a circuit board, on the top and / or bottom of which the measuring resistors are attached, so that when the circuit board is bent, the as Conductor tracks executed measuring resistors are correspondingly mechanically deformed and change their resistance value due to the mechanical deformation.
Als Leiterplatte ist zunächst jede elastisch verformbare Platte zu verstehen, die zur Aufnahme eines Mess-Widerstandes dienen kann. Vorteilhafterweise ist die Leiterplatte als handelsübliche Platine oder PCB-Board ausgebildet, sodass sie kostengünstig als handelsübliches Bauteil ausgebildet bzw. zurecht geschnitten werden kann, und insbesondere auch die Anbringung der Widerstandselemente mit gängigen Verfahren kostengünstig, standardisiert und sicher erfolgen kann. Als Mess-Widerstände können insbesondere direkt eine oder mehrere Leiterbahnen aufgebracht werden, z. B. als Kupferbahnen, z. B. durch Aufkleben der Leiterbahn und/oder lithografische Strukturierung der Leiterplatte.A printed circuit board is to be understood as any elastically deformable plate that can be used to accommodate a measuring resistor. The printed circuit board is advantageously designed as a commercially available circuit board or PCB board, so that it can be inexpensively designed or cut to size as a commercially available component, and in particular the resistor elements can also be attached inexpensively, standardized and safely using common methods. In particular, one or more conductor tracks can be applied directly as measuring resistors, e.g. B. as copper tracks, e.g. B. by gluing the conductor track and / or lithographic structuring of the circuit board.
Durch die Ausbildung von mindestens einer Leiterbahn auf der Oberseite und/oder Unterseite einer Leiterplatte kann auf zum einen besonders kostengünstige und produktionstechnisch sichere Weise eine Messschaltung bzw. Signalaufbereitung ausgebildet werden, die weiterhin auch ein relativ hohes Messsignal liefert, da die Verformung auf der Oberseite und Unterseite der Leiterplatte am deutlichsten hervortritt. Somit wird eine auf der Oberseite der Leiterplatte aufgebrachte, z. B. aufgeklebte metallische Leiterbahn bei einem Biegevorgang besonders stark beansprucht. Somit reichen Abschnitte der Leiterbahnen als Mess-Widerstände, ohne dass hierzu komplexere oder aufwendigere Mess-Widerstände anzubringen sind. Diese Messwiderstände können in halb- und in Vollbrückenkonfiguration ausgeführt werden. Durch eine symmetrische Anordnung werden Widerstandsänderungen durch Temperaturveränderung ausgeglichen.By forming at least one conductor track on the top and / or bottom of a circuit board, a measuring circuit or signal conditioning can be formed in a particularly cost-effective and technically reliable manner, which continues to deliver a relatively high measurement signal, since the deformation on the top and The underside of the circuit board is most clearly visible. Thus, an applied to the top of the circuit board, z. B. glued-on metallic conductor track is particularly stressed during a bending process. Sections of the conductor tracks are thus sufficient as measuring resistors without the need to attach more complex or expensive measuring resistors. These measuring resistors can be implemented in half and full bridge configuration. A symmetrical arrangement compensates for changes in resistance caused by changes in temperature.
Die Anbringung und Verschaltung der Leiterbahnen kann insbesondere unter Berücksichtigung der Biege-Krümmung der Leiterplatte erfolgen so können die ein oder mehreren Leiterbahnen auf der Oberseite und/oder Unterseite über mehrere, in Längsrichtung aufeinander folgende LeiterbahnAbschnitte aufgebracht werden, sodass die wellenförmige Krümmung diese Leiterbahn-Abschnitte jeweils in gleicher Weise entweder dehnt oder staucht. Die Leiterbahn-Abschnitte können z. B. durch Durchkontaktierungen durch die Leiterplatte in Reihe geschaltet werden, sodass bei einer elastischen Verformung die Reihenschaltung der Leiterbahnabschnitte ein hohes Messsignal liefert.The attachment and interconnection of the conductor tracks can take place in particular taking into account the bending curvature of the circuit board, so the one or more conductor tracks on the top and / or underside can be applied over several conductor track sections following one another in the longitudinal direction, so that the undulating curvature of these conductor track sections each either stretches or compresses in the same way. The conductor track sections can, for. B. can be connected in series by vias through the circuit board so that in the event of elastic deformation, the series connection of the conductor track sections delivers a high measurement signal.
Bei einer Dehnung der Leiterbahnen wird insbesondere ihr Querschnitt verringert und ihre Länge vergrößert, sodass bei einer Dehnung, d. h. bei konvexer Krümmung der Leiterbahnen nach außen der Widerstandswert des Leiterbahnabschnittes vergrößert wird, und entsprechend bei Stauchung der Widerstandswert verringert wird.When the conductor tracks are stretched, in particular their cross-section is reduced and their length is increased, so that when they are stretched, i. H. in the case of convex outward curvature of the conductor tracks, the resistance value of the conductor track section is increased, and the resistance value is correspondingly reduced in the event of compression.
Entsprechend kann eine erste Leiterbahn auf Bereichen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte zur Dehnung bei dem Zugvorgang, und eine zweite Leiterbahn alternierend auf Abschnitten der Oberseite und Unterseite zur Stauchung bei dem Zugvorgang vorgesehen sein, sodass die erste Leiterbahn bei dem Zugvorgang ihren Widerstandswert vergrößert und die zweite Leiterbahn ihren Widerstandswert verringert. Eine derartige Ausbildung von Mess-Widerständen kann z. B. über eine Messbrücke oder Halbbrücke erfasst werden, die zwischen einer Versorgungsspannung geschaltet wird.Correspondingly, a first conductor track can be provided on areas of the top and bottom of the circuit board for stretching during the pulling process, and a second conductor track alternating on sections of the top and bottom for compressing during the pulling process, so that the first conductor track increases its resistance value during the pulling process the second conductor path reduces its resistance value. Such a training of measuring resistors can, for. B. can be detected via a measuring bridge or half bridge that is switched between a supply voltage.
Neben dem Zugvorgangvorgang kann ergänzend auch der Einsteckvorgang, der zu einer entsprechenden entgegengesetzten mechanischen Belastung des Verbindungselementes führt, bewertet werden. Demnach kann eine erste Leiterbahn auf Bereichen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte zur Stauchung bei dem Einsteckvorgang, und eine zweite Leiterbahn alternierend auf Abschnitten der Oberseite und Unterseite zur Dehnung bei dem Einsteckvorgang vorgesehen sein, sodass die erste Leiterbahn bei dem Einsteckvorgang ihren Widerstandswert verringert und die zweite Leiterbahn ihren Widerstandswert vergrößert.In addition to the pulling process, the insertion process, which leads to a corresponding opposite mechanical load on the connecting element, can also be assessed. Accordingly, a first conductor track can be provided on areas of the top and bottom of the circuit board for compression during the insertion process, and a second conductor path alternating on sections of the top and bottom for expansion during the insertion process, so that the first conductor path reduces its resistance value during the insertion process and the second conductor track increases its resistance value.
An dem inneren Rahmen oder äußeren Rahmen können Vorsprünge ausgebildet werden, die sich in der Querrichtung, d. h. senkrecht zur Längsrichtung und senkrecht zur Einsteckrichtung, erstrecken. So können z. B. zwei Vorsprünge am inneren Rahmen in Querrichtung vorragen und in entsprechenden Freiräumen am äußeren Rahmen verstellbar aufgenommen werden, d. h. insbesondere ohne Kontakt oder Reibschluss.On the inner frame or outer frame, protrusions may be formed which extend in the transverse direction, e.g. H. perpendicular to the longitudinal direction and perpendicular to the insertion direction. So z. B. project two projections on the inner frame in the transverse direction and are adjustably received in corresponding free spaces on the outer frame, d. H. especially without contact or frictional engagement.
Durch Vorsprünge z.B. am inneren Rahmen ist insbesondere die Ausbildung einer geradlinigen Anordnung der Befestigungspunkte des Verbindungselementes an dem inneren Rahmen und äußeren Rahmen ermöglicht.Projections, for example on the inner frame, allow in particular a straight arrangement of the fastening points of the connecting element on the inner frame and outer frame.
Die Befestigungspunkte können insbesondere durch Schraubenlöcher im Verbindungselement und Schraubenaufnahmen am inneren Rahmen oder äußeren Rahmen ausgebildet werden, d. h. das Verbindungselement wird in den Befestigungspunkten jeweils in den inneren Rahmen oder in den äußeren Rahmen eingeschraubt. Hierdurch wird eine sichere feste und wieder lösbare Verbindung geschaffen.The fastening points can in particular be formed by screw holes in the connecting element and screw receptacles on the inner frame or outer frame, i. H. the connecting element is screwed into the inner frame or into the outer frame at the fastening points. This creates a secure, fixed and releasable connection.
Die Schraubenverbindungen können ergänzend auch zur elektrischen Kontaktierung, z. B. für die Durchkontaktierung zwischen Oberseite und Unterseite, ausgelegt sein. Grundsätzlich können jedoch Durchkontaktierungen auch außerhalb diese Schraubverbindungen durch die Leiterplatte vorgesehen sein.The screw connections can also be used for electrical contacting, e.g. B. for the plated through hole between the top and bottom, designed. In principle, however, vias can also be used outside these Screw connections can be provided through the circuit board.
Es können grundsätzlich elektrische Kontakte und/oder Lichtwellenleiter-Kontakte aufgenommen werden, d.h. auch optische Stecker.In principle, electrical contacts and / or fiber optic contacts can be added, i.e. also optical connectors.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand beiliegender Zeichnungen an einigen Ausführungsformen erläutert. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Prüfmoduls gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in perspektivischer Ansicht; -
1a) eine Detailvergrößerung des Anbindungsbereichs des Verbindungselementes aus1 in auseinandergezogener Darstellung ; -
2 eine Aufsicht aufdas Gerät aus 1 ,1a) ; -
3 eine Darstellung des belasteten, durchgebogenen Verbindungselementes gemäß einer Ausführungsform mit vier Befestigungspunkten; -
4 eine Darstellung des belasteten, durchgebogenen Verbindungselementes gemäß einer weiteren Ausführungsform mit sechs Befestigungspunkten; -
5 Ausführungsformen mäanderartiger Ausbildung der Leiterbahnen auf der Leiterplatte; -
6 Schaltungsanordnungen der Messeinrichtung; und -
7 ein Flussdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 a perspective view of a test module according to an embodiment of the invention in a perspective view; -
1a) an enlarged detail of the connection area of the connectingelement 1 in an exploded view; -
2 supervise thedevice 1 ,1a) ; -
3 a representation of the loaded, bent connecting element according to an embodiment with four fastening points; -
4th a representation of the loaded, bent connecting element according to a further embodiment with six fastening points; -
5 Embodiments of a meandering design of the conductor tracks on the circuit board; -
6th Circuit arrangements of the measuring device; and -
7th a flow chart of a method according to the invention.
Ein elektrisches Gerät
Das elektrische Gerät
In dem äußeren Rahmen
Grundsätzlich kann diese Ausbildung auch zur Aufnahme von z. B. Lichtwellenleitern eingesetzt werden, die entsprechend kraftschlüssig und/oder formschlüssig in einer Steckeraufnahme
Das elektrische Gerät
Die Einsteckrichtung
Der innere Rahmen
Die Verbindungselemente
Weiterhin sind in Z-Richtung außerhalb der beiden inneren Schraubenlöcher
Die Schraubenlöcher
Ergänzend können in Z-Richtung wiederum außerhalb der äußeren Befestigungspunkte P3, P4 Zusatz-Befestigungspunkte P5, P6 gebildet werden, die somit ganz äußere Befestigungspunkte darstellen; diese sind durch Schraubenlöcher
Somit ist das Verbindungselement
Somit besteht keine direkte Befestigung des inneren Rahmens
Die Leiterplatte
Auf der Leiterplatte
Bei der Durchbiegung der Leiterplatte
bei Dehnung oder Streckung im Querschnitt q22 verringert und in der Länge
und bei Stauchung im Querschnitt q22 vergrößert und in der Länge
when stretched or stretched in the cross-section q22 and reduced in length
and with compression in the cross-section q22 and increased in length
Bei einem Durchbiegevorgang treten somit elastische, mechanische Veränderungen auf, die das elektrische Verhalten der Leiterbahnen
Hierbei können insbesondere nach
Wie hier bei der einfacheren Ausführungsform der
In
Somit kann bei einer mechanischen Überlastung aufgrund mehrerer Befestigungspunkte eine Anbringung der Leiterbahnen
Grundsätzlich sollten beide Verbindungselemente
Die Messeinrichtung
Messtechnische Ausbildungen sind beispielhaft in
Die Leiterbahnen 20 können z.B. als Kupferbahnen ausgebildet sein, z.B. als aufgeklebte Kupferfolie, oder auch lithographisch strukturiert bzw. geätzt werden. Sie stellen somit Leiterbahnen- WiderstandselementeR1 bisR8 dar, die bei Durchbiegen der Leiterplatte20 Länge und Querschnitt und somit auch ihren elektrischen Widerstand ändern.
- The conductor tracks
20th can, for example, be designed as copper tracks, for example as glued-on copper foil, or they can also be structured or etched lithographically. They thus represent conductor track resistance elementsR1 toR8 represent that when the circuit board flexes20th Change length and cross-section and thus also their electrical resistance.
Somit wird die elektrische Messeinrichtung
Eine Steuereinrichtung
Vorteilhafterweise ist in der Mitte der Leiterplatte
Die Aufnahme des Messsignals
Grundsätzlich kann nicht nur ein Einsteck-Vorgang, sondern auch ein Aussteck-Vorgang oder Auszieh-Vorgang erfasst und bewertet werden.In principle, not only an insertion process, but also an unplugging process or an extraction process can be recorded and evaluated.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erfassen und Bewerten eines Einsteckvorgangs eines Steckers
- Start in Schritt StO, der auch das Bereitstellen des Prüfmoduls
1 mit seinen Elementen bzw. Merkmalen erfasst, - Zwischenschritt ZSt1:
Einstecken des
Steckers 7 ohne Steckerkontakte 8 indie Steckeraufnahme 6 mit Kontaktaufnahmen 9 in EinsteckrichtungR derartig, dass ein Kraft- oder Formschluss des Steckers7 inder Steckeraufnahme 6 unter Ausübung einer EinsteckkraftF oder Einpresskraft eingebracht wird,wobei die Steckeraufnahme 6 indem inneren Rahmen 4 des Gerätes1 vorgesehen ist, - Zwischenschritt ZSt2, der sich hieraus ergibt:
Verstellen des inneren Rahmens
4 gegenüber einem äußeren Rahmen2 desGerätes 1 durch die EinsteckkraftF oder Einpresskraft, wobei mindestens ein zwischendem inneren Rahmen 4 unddem äußeren Rahmen 2 vorgesehenes Verbindungselement 10 , vorzugsweise zwei Verbindungselemente10 , das in ersten Befestigungspunkten P1, P2; P5, P6am äußeren Rahmen 2 und in zweiten Befestigungspunkten P3, P4am inneren Rahmen 4 befestigt ist, elastisch durch die Relativverstellung des inneren Rahmens4 gegenüberdem äußeren Rahmen 2 durchgebogen wird, wobei dasmindestens eine Verbindungselement 10 eine Leiterplatte 20 und auf der Leiterplatte20 vorgesehene Mess-WiderständeR1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 ,R7 ,R8 aufweist, die bei dem Biegevorgang ihre Widerstandswerte ändern, - Zwischenschritt ZSt3:
Messen der Widerstandswerte der Mess-Widerstände
R1 - R8 als MesssignalS1 , - Zwischenschritt ZSt4:
Bewerten des Messsignals
S1 und Ausgabe eines Bewertungssignals B1 zur Anzeige, ob der Einsteckvorgang ordnungsgemäß ist.
- Start in step StO, which also provides the
test module 1 recorded with its elements or characteristics, - Intermediate step ZSt1: inserting the plug
7th without plug contacts8th into the plug receptacle6th withcontacts 9 in the direction of insertionR. such that a force fit or form fit of the plug7th in the connector socket6th while exercising an insertion forceF. or press-in force is introduced, the connector receptacle6th in the inner frame4th of thedevice 1 is provided, - Intermediate step ZSt2, which results from this: Adjustment of the inner frame
4th versus anouter frame 2 of thedevice 1 by the insertion forceF. or press-fit force, with at least one between the inner frame4th and theouter frame 2 intended connectingelement 10 , preferably twofasteners 10 , which in first attachment points P1, P2; P5, P6 on theouter frame 2 and in second fastening points P3, P4 on the inner frame4th is attached, elastic by the relative adjustment of the inner frame4th opposite theouter frame 2 is bent, the at least one connecting element10 a circuit board20th and on the circuit board20th provided measuring resistorsR1 ,R2 ,R3 ,R4 ,R5 ,R6 ,R7 ,R8 which change their resistance values during the bending process, - Intermediate step ZSt3: measuring the resistance values of the measuring resistors
R1 - R8 as a measurement signalS1 , - Intermediate step ZSt4: Evaluation of the measurement signal
S1 and output of an evaluation signal B1 to indicate whether the insertion process is correct.
Diese Zwischenschritte können eigenständig vorab oder nachfolgend durchgeführt werden.These intermediate steps can be carried out independently in advance or subsequently.
Schritt St1:Step St1:
Einstecken des Steckers
wobei die Steckeraufnahme
being the connector receptacle
Schritt St2:Step St2:
Ziehen an dem eingebrachten Steckerkontakt
Schritt St3, der sich hieraus ergibt:Step St3, which results from this:
Verstellen des inneren Rahmens
Schritt St4:Step St4:
Messen der Widerstandswerte der Mess-Widerstände
Schritt St5:Step St5:
Bewerten des Messsignals
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- elektrisches Gerätelectric device
- 22
- äußerer Rahmenouter frame
- 2-12-1
- SchraubenaufnahmeScrew mount
- 2-22-2
- SchraubenaufnahmenScrew mounts
- 2-5, 2-62-5, 2-6
-
Schraubenaufnahmen im äußeren Rahmen
2 Screw mounts in theouter frame 2 - 33
- Aussparungen im äußeren Rahmen, zur Aufnahme des inneren RahmensRecesses in the outer frame to accommodate the inner frame
- 44th
- innerer Rahmeninner frame
- RR.
- Einsteckrichtung, R = -xInsertion direction, R = -x
- 66th
- SteckeraufnahmeConnector receptacle
- 77th
- Steckerplug
- 88th
- SteckerstifteConnector pins
- 99
-
Stiftaufnahmen zur Aufnahme der Steckerstifte
8 , in der Steckeraufnahme6 Pin receptacles for receiving the connector pins8th , in the connector socket6th - 1010
- VerbindungselementeFasteners
- 10-1, 10-210-1, 10-2
- innere Schraubenlöcher, innere Befestigungspunkteinner screw holes, inner mounting points
- 10-3, 10-410-3, 10-4
- äußere Schraubenlöcher, äußere Befestigungspunkteouter screw holes, outer attachment points
- 10-5, 10-610-5, 10-6
-
Schraubenlöcher in dem Verbindungselement
10 Screw holes in thefastener 10 - 1212
-
Vorsprünge des inneren Rahmens
4 Projections of the inner frame4th - 12-3, 12-412-3, 12-4
- SchraubenaufnahmenScrew mounts
- 1414th
-
Freiräume im äußeren Rahmen
2 , zur Aufnahme der Vorsprünge12 Free spaces in theouter framework 2 , to accommodate theprotrusions 12 - 1616
-
Schrauben, zum Eindrehen in Schraubenaufnahmen
2-1 ,2-2 ,12-3 ,12-4 Screws, for screwing into screw receptacles2-1 ,2-2 ,12-3 ,12-4 - 2020th
- Leiterplatte, Platine, PCB-BoardCircuit board, circuit board, pcb board
- 2222nd
- Leiterbahnen, z. B. KupferbahnenConductor tracks, e.g. B. copper tracks
- 3030th
- MesseinrichtungMeasuring device
- 3131
- MessbrückeMeasuring bridge
- 3333
- SpannungsdetektorVoltage detector
- 3434
- SpannungsquelleVoltage source
- 3535
- MessverstärkerMeasuring amplifier
- 4040
- SteuereinrichtungControl device
- 4141
- Mess-SchaltungMeasuring circuit
- S1S1
- MesssignalMeasurement signal
- x, y, zx, y, z
- Koordinatensystem, mit x vertikaler Richtung, x = - R,Coordinate system, with x vertical direction, x = - R,
- yy
- Querrichtung,Transverse direction,
- zz
-
Längsrichtung, Erstreckungsrichtung der Leiterplatten
20 , weiterhin Verbindungsrichtung der Befestigungspunkte bzw. Schraubenlöcher10-1 ,10-2 ,10-3 ,10-4 ,10-5 ,10-6 .Longitudinal direction, direction of extension of the circuit boards20th , further connection direction of the fastening points or screw holes10-1 ,10-2 ,10-3 ,10-4 ,10-5 ,10-6 . - FF.
- EinsteckkraftInsertion force
- -F-F
- Zugkrafttraction
- L22L22
- Länge der LeiterbahnenLength of the conductor tracks
- L20L20
- Länge der Leiterplatte, L22 > L20PCB length, L22> L20
- R1, R2, R3, R4R1, R2, R3, R4
-
Widerstandsbereiche der Leiterbahnen
22 Resistance ranges of the conductor tracks22nd - R5, R6, R7, R8R5, R6, R7, R8
-
Widerstandsbereiche einer Leiterbahn 122 auf der Rückseite 20bResistance areas of a
conductor track 122 on the rear side 20b - USUS
- Versorgungsspannung, z. B. US = 1,8 VoltSupply voltage, e.g. B. US = 1.8 volts
- UMAROUND
- Mess-Spannungsabgriff, MessspannungMeasurement voltage tap, measurement voltage
Claims (22)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019130490.3A DE102019130490B3 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Electrical device, in particular test module, and method for detecting and evaluating a plug-in process |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102019130490.3A DE102019130490B3 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Electrical device, in particular test module, and method for detecting and evaluating a plug-in process |
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Publication Number | Publication Date |
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DE102019130490B3 true DE102019130490B3 (en) | 2021-02-25 |
Family
ID=74495203
Family Applications (1)
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DE102019130490.3A Active DE102019130490B3 (en) | 2019-11-12 | 2019-11-12 | Electrical device, in particular test module, and method for detecting and evaluating a plug-in process |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102019130490B3 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN116718957A (en) * | 2023-08-07 | 2023-09-08 | 深圳市西点精工技术有限公司 | Automatic test equipment for high-speed connector |
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DE102016111373A1 (en) * | 2015-06-24 | 2016-12-29 | Ford Global Technologies, Llc | Self-warning system for unlocked connectors |
DE102016119758A1 (en) * | 2016-10-18 | 2018-04-19 | Harting Electric Gmbh & Co. Kg | Connector with sensor |
-
2019
- 2019-11-12 DE DE102019130490.3A patent/DE102019130490B3/en active Active
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CN116718957B (en) * | 2023-08-07 | 2023-10-20 | 深圳市西点精工技术有限公司 | Automatic test equipment for high-speed connector |
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