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Die Erfindung betrifft ein Passstück als Gegenstück eines Steckverbinders zur Kontaktierung der Kontakte des Steckverbinders, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Passstücks sowie eine Prüfvorrichtung zur Prüfung von wenigstens einem Steckverbinder eines Prüflings mittels einem solchen Passstückes und ein Prüfverfahren unter Verwendung einer Prüfvorrichtung und eines solchen Passstücks.
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Im Zuge der Elektrifizierung des Straßenverkehrs und der Zunahme an unterschiedlichen Elektrofahrzeugen von verschiedenen Herstellern, haben sich unterschiedliche Steckverbinder bzw. Stromkabel zur Versorgung der Elektrofahrzeuge mit Strom entwickelt.
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Solche Hochleistungs-Stromkabel und deren Steckverbinder müssen, aufgrund der je nach Fahrzeug und Ladetyp durchaus immensen Leistung, die durch diese hindurchfließen, auf Durchgang und Hochspannungsdurchschlag getestet werden.
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Allerdings gelten Stromkabel bzw. deren Steckverbinder nach erstmaliger Paarung nicht mehr als neu. Das heißt, die Steckkontakte eines Steckverbinders eines Stromkabels dürfen bei Prüfung derselben nicht mit den dazugehörigen Gegenstecker in Berührung kommen. Zu Lösung dieser Problematik werden meist federnde Testkontakte, insbesondere Ingun-Stifte zur Kontaktierung der Steckkontakte bei der Prüfung verwendet.
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Ausgehend von dieser Problematik hat es sich die hier beschriebene Erfindung zur Aufgabe gemacht, ein Passstück als Gegenstück eines Steckverbinders bereitzustellen, mit der Positionierungstoleranzen beim Einstecken des Passstückes in einen Steckverbinder ausgeglichen und Funkenüberschläge bei der Prüfung verhindert werden können sowie eine parallele Prüfung mehrerer Steckverbinder eines Prüflings zu ermöglichen, bei gleichzeitig einfachem Wechsel des Prüflings.
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Diese Aufgabe wird mit einem Passstück gemäß dem Vorrichtungsanspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch den nebengeordneten Verfahrensanspruch 9 gelöst. Auch wird diese Aufgabe durch eine Prüfvorrichtung gemäß dem nebengeordneten Anspruch 14 und durch das nebengeordnete Prüfverfahren gemäß Anspruch 17 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung können den abhängigen Ansprüchen entnommen werden.
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In einem ersten Aspekt handelt es sich bei der Erfindung um ein Passstück als Gegenstück eines Steckverbinders zur Kontaktierung der Kontakte des Steckverbinders. Zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe zeichnet sich das Passstück dadurch aus, dass dieses aus einem formelastischen Material besteht und Aussparungen an den Positionen der Kontakte des Steckverbinders aufweist, wobei in den Aussparungen Kontaktelemente zur Kontaktierung der Kontakte des Steckverbinders angeordnet sind. Durch das formelastische Material verfügt das Passstück über die notwendige Toleranz, um bei vorhandenen Abweichungen dennoch in den Steckverbinder eingeführt und eine Kontaktierung gewährleisten zu können. Ferner kann auch auf etwaige mechanische Maßnahmen zur Ausgleichung etwaiger Toleranzen bzw. der Position der Steckverbinder an einem Prüfling verzichtet werden. Durch die Anordnung von Kontaktelementen in den Aussparungen des Passstückes können die Kontakte, insbesondere Signalkontakte und Hauptkontakte, des Steckverbinders kontaktiert, mit Strom beaufschlagt und eine Prüfung des Steckverbinders auf Durchgang und Hochspannungsdurchschlag durchgeführt werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Passstückes ist das formelastische Material ein Elastomer, bevorzugt ein Silikon. Dabei kann die Formbarkeit bzw. die Steifigkeit des Passstückes durch die Wahl eines geeigneten Elastomers sowie dessen Länge und Dichte beeinflusst und den jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Silikon eignet sich dabei besonders, da Silikon in seiner Steifigkeit bzw. Verformbarkeit sehr gut anpassbar und darüber hinaus ein elektrischer Isolator ist und dabei die elektrisch nichtleitenden Eigenschaften über einen großen Temperaturbereich erhalten bleiben.
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Um auch Toleranzen bei der Kontaktierung der Kontakte eines Steckverbinders aufweisen zu können, sieht die Erfindung für das Passstück in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor, dass die Kontaktelemente Kontaktstifte sind, bevorzugt federnde Kontaktstifte. Als Kontaktstifte sind dabei verschiedene Arten von Kontaktstiften denkbar, insbesondere In-Circuit-Test-Kontaktstifte, Funktionstest-Kontaktstifte, Hochstrom-Kontaktstifte, Niederohm-Kontaktstifte, Hochfrequenz- und Dipol-Kontaktstifte, Schaltkontaktstifte, Schraubkontaktstifte pneumatische Kontaktstifte sowie eine Kombination von einen oder mehreren vorgenannten Kontaktstiften.
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Damit der Kontaktstift bei der Kontaktierung ebenfalls eine gewisse Beweglichkeit bzw. Arretierbarkeit aufweist, ist dessen Schaft in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Passstückes in das formelastische Material eingeschlossen. Im Falle eines federnden Kontaktstiftes kann somit die Spitze des Kontaktstiftes bei in Kontakt treten mit dem zu prüfenden Kontakt des Steckverbinders sowohl in den Schaft des Kontaktstiftes hineingeschoben als auch in der x-y-Ebene ausgelenkt werden, ohne dass dabei das Passstück beschädigt wird, da dieses durch das formelastische Material eine gewisse Biegsamkeit aufweist.
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In einer abermals vorteilhaften Ausgestaltung sieht die Erfindung für das Passstück vor, dass dieses sowohl wenigstens eine Aussparung für einen Signalkontakt als auch wenigstens eine Aussparung für einen Hauptkontakt des Steckverbinders aufweist.
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Um beim Einführen des Passstückes eine bessere Gängigkeit zu erreichen, sieht die Erfindung für das Passstück in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor, dass dieses Einführaussparungen aufweist, um die mit dem Steckverbinder in Kontakt-tretenden Oberfläche zu verringern.
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Ferner sieht die Erfindung für das Passstück in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor, dass dieses ein Befestigungselement zur Befestigung des Passstückes an einer Prüfvorrichtung aufweist. Bevorzugt handelt es sich bei dem Befestigungselement um ein magnetisches Material zur Befestigung des Passstückes an einem metallischen Material einer Prüfvorrichtung. In einem denkbaren Ausführungsbeispiel befindet sich das Befestigungselement, beispielsweise ein Magnet, flächig an einer Seite des Passstückes, sodass dieses an einer Metallplatte befestigt werden kann.
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In einem zweiten Aspekt der Erfindung handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Passstückes. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass in eine Gussform die Kontaktelemente an vordefinierten Positionen eingesetzt werden und die Gussform mit einem formelastischen Material ausgefüllt und das formelastische Material ausgehärtet wird, wobei die Gussform an den vordefinierten Positionen für die Kontaktelemente Konturen aufweist, in welche kein formelastisches Material gefüllt wird. Die vordefinierten Positionen ergeben sich aus den zu prüfenden Steckverbindern und den damit an den jeweiligen Positionen erforderlichen Aussparungen, welche dadurch gebildet werden, indem in der Gussform die entsprechend vorhandenen Konturen, in welche kein formelastisches Material gefüllt wird, vorhanden sind.
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In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist die Gussform Einrichtungen zur Aufnahme der Kontaktelemente an vordefinierten Positionen auf, in welche die Kontaktelemente aufgenommen bzw. eingesetzt werden können. Damit kann sichergestellt werden, dass die Kontaktelemente beim Befüllen und Aushärten des formelastischen Materials an den vordefinierten Positionen verbleiben und somit an den korrekten Positionen in das Passstück eingeschlossen werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sieht die Erfindung für das Verfahren vor, dass Anschlussleitungen für die Kontaktelemente in die Gussform eingesetzt werden. Selbstverständlich erfolgt das Einsetzen der Anschlussleitungen für die Kontaktelemente in die Gussform vor dem Einfüllen und Aushärten des formelastischen Materials. Denkbar ist auch, dass die Gussform über entsprechende Konturen zur Verlegung bzw. Einschließen der Anschlussleitungen im Passstück aufweist.
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Um die Toleranz des Passstücks gegenüber dem komplementären Steckverbinder zu erhöhen, sieht die Erfindung in einer abermals vorteilhaften Ausgestaltung für das Verfahren vor, dass die Gussform eine Einlaufschräge aufweist. Dabei wird die Einlaufschräge derart gewählt, dass ein leichtes Einführen in den komplementären Steckverbinder gewährleistet ist, unter gleichzeitiger Wahrung der Kontaktierung der Steckkontakte des Steckverbinders durch die in den Aussparungen des Passstückes angeordneten Kontaktelementen.
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Letztlich sieht die Erfindung für das Verfahren in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung vor, dass die Gussform mittels 3D-Druck hergestellt wird. Dies hat den Vorteil, dass schnell, kostengünstig und individuell anpassbar eine Gussform zum Erhalt eines zum prüfenden Steckverbinder komplementären Passstückes hergestellt werden kann.
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In einem dritten Aspekt der Erfindung handelt es sich um eine Prüfvorrichtung zur Prüfung von wenigstens einem Steckverbinder eines Prüflings mittels wenigstens eines erfindungsgemäßen Passstückes. Die Prüfvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das wenigstens eine Passstück auf einer Halteeinrichtung zum Halten von wenigstens einem Passstück angeordnet ist, wobei die Halteeinrichtung auf einer verschiebbaren Führungseinrichtung angeordnet ist, mit welcher die Halteeinrichtung in Richtung des Prüflings verschiebbar ist, wobei das wenigstens eine Passstück derart an der Halteeinrichtung angeordnet ist, dass dieses bei Verschiebung der Halteeinrichtung entlang der Führungseinrichtung in Richtung des Prüflings formschlüssig in den wenigstens einen Steckverbinder des Prüflings eingreift. Damit kann sowohl ein einfaches und schnelles Auswechseln von Passstücken als auch eine einfache und schnelle Prüfung von Steckverbindern gewährleistet werden.
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In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung weist die Halteeinrichtung eine Platte mit einer Oberfläche aus verzinktem Stahlblech auf. Dies hat den Vorteil, dass Passstücke mit magnetischen Material einfach an der Halteeinrichtung anbringbar und abnehmbar sind.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Prüfling mit dem wenigstens einen Steckverbinder auf einer in wenigstens zwei Raumrichtungen verstellbaren Platte angeordnet. Damit kann bei Abweichungen oder Toleranzen des Passstückes sichergestellt, dass das wenigstens eine an der Halteeinrichtung der Prüfvorrichtung angeordnete Passstück bei Verschiebung der Halteeinrichtung entlang der Führungseinrichtung in Richtung des Prüflings dennoch formschlüssig in den wenigstens einen Steckverbinder des Prüflings eingreifen kann.
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In einem vierten und letzten Aspekt der Erfindung handelt es sich um ein Prüfverfahren unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung zum Prüfen wenigstens eines Steckverbinders eines Prüflings. Das Prüfverfahren zeichnet sich dabei dadurch aus, dass das wenigstens das wenigstens eine Passstück in den wenigstens einen Steckverbinder eingesteckt wird, während die Prüfvorrichtung beabstandet vom Prüfling in einer ersten Position steht, wobei anschließend die Prüfvorrichtung entlang der Führungseinrichtung in eine zweite Position verschoben wird, in welcher die Halteeinrichtung das Passstück ergreift und dieses an der Halteeinrichtung anordnet, wobei die Prüfvorrichtung anschließend entlang der Führungseinrichtung in die erste Position zurückverschoben wird, wobei anschließend die Prüfvorrichtung entlang der Führungseinrichtung zurück in die zweite Position verschoben wird, sodass das an der Halteeinrichtung angeordnete Passstück in den Steckverbinder formschlüssig eingreift und mittels der Kontaktelemente die Kontakte des wenigstens einen Steckverbinders des Prüflings kontaktiert, mit Strom beaufschlagt und die Prüfung des wenigstens einen Steckverbinders durchgeführt wird, wobei nach Prüfung des Steckverbinders die Prüfvorrichtung entlang der Führungseinrichtung zurück in die erste Position verschoben wird.
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Dabei kann das Einstecken des wenigstes eine Passstückes in den wenigstens einen Steckverbinder des Prüflings manuell durch beispielsweise einen Benutzer oder automatisiert, durch einen Roboterarm, erfolgen.
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Somit kann eine schnelle und automatisierte Prüfung von wenigstens einem Steckverbinder eines Prüflings sowie mehrere Steckverbinder eines Prüflings gleichzeitig auf deren Funktionstüchtigkeit hin geprüft werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert.
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Es zeigt:
- 1: ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Passstückes, sowie
- 2 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung mit einem Passstück gemäß 1.
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Passstücks 1 in einer perspektivischen Seitenansicht. Das Passstück 1 weist Aussparungen 2 auf, in welche Kontaktstifte 3 eingebettet sind, welche zur Kontaktierung der Kontakte des Steckverbinders 10 des Prüflings 9 dienen. Ferner weist das Passstück 1 Einführaussparungen 4 auf, welche durch eine entsprechende Kontur in der Gussform, aus welcher das Passstück 1 stammt, herrühren. Durch diese Einführaussparungen 4 verringert sich die mit dem Steckverbinder 10 in Kontakt tretende Oberfläche, wodurch insbesondere eine geringere Reibung beim Einführen des Passstückes 1 in den Steckverbinder 10 erreicht wird und Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können.
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2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung 5 mit erfindungsgemäßen Passtücken 1. Die Passstücke 1 sind an einer Halteeinrichtung 6 mittels Befestigungselementen 7, beispielsweise Magneten, angebracht. Die Halteeinrichtung 6 ist hierbei auf einer Führungseinrichtung 8, beispielsweise einem Führungsschlitten, angeordnet. Gegenüber der Halteeinrichtung 6 ist ein Prüfling 9 mit zu den Passstücken 1 komplementären Steckverbindern 10 auf einer in zwei Achsen verstellbaren Platte 11 angeordnet. Die Halteeinrichtung befindet sich in 1 in einer ersten Position, bei der kein Kontakt zwischen den Passstücken 1 und den Steckverbindern 10 hergestellt wird. Beim Prüfen der Steckverbinder 10 wird allerdings die Halteeinrichtung 6 entlang der Führungseinrichtung 8 in Richtung des Prüflings 9 in eine zweite Position verschoben, bei der die Passstücke 1 und deren Kontaktstifte 3 mit den Steckverbindern 10 und deren Kontakten in Kontakt stehen, also die Passstücke 1 in die Steckverbinder 10 eingreifen. In dieser zweiten Position kann sodann die Prüfung der Steckverbinder 10 des Prüflings 9, insbesondere die Prüfung auf Durchgang und Hochspannungsdurchschlag, durchgeführt werden. Nach Beendigung der Prüfung kann anschließend die Halteeinrichtung 6 entlang der Führungseinrichtung 8 zurück in die erste Position verschoben werden, sodass die Passstücke 1 nicht mehr in die Steckverbinder 10 engreifen und die Passstücke bei Bedarf ausgetauscht, repositioniert etc. werden können.
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Somit ist vorstehend ein Passstück, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen, eine Prüfvorrichtung sowie ein Prüfverfahren unter Verwendung eines solchen Passstückes zur Prüfung von Steckverbindern beschrieben, bei denen Positionierungstoleranzen beim Einstecken des Passstückes in einen Steckverbinder ausgeglichen und Funkenüberschläge bei der Prüfung verhindert werden sowie eine parallele Prüfung mehrerer Steckverbinder eines Prüflings ermöglicht werden, bei gleichzeitig einfachem Wechsel des Prüflings.
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BEZUGSZEICHENLISTE
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- 1
- Passstück
- 2
- Aussparungen
- 3
- Kontaktstifte
- 4
- Einführaussparungen
- 5
- Prüfvorrichtung
- 6
- Halteeinrichtung
- 7
- Befestigungselement
- 8
- Führungseinrichtung
- 9
- Prüfling
- 10
- Steckverbinder
- 11
- Verstellbare Platte
