-
Stand der Technik
-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels und ein solches Flexkabel.
-
In der Leistungselektronik werden Leistungshalbleiter mittels Schaltsignalen angesteuert, welche über unterschiedliche Leitungspfade bzw. unterschiedliche technische Lösungen übertragen werden. Um beispielsweise Leistungshalbleiter auf DBC- oder AMB- basierten Techniken anzusteuern, ist ein Bonden, ein Einpressen von Stanzteilen und eine Verwendung von Verbindungselementen denkbar, welche beispielsweise als Kabel und/oder als Flexkabel ausgebildet sind.
-
Um eine Verbindungslösung mittels eines Flexkabels umzusetzen, wird zunächst an einer Platine ein Stecker montiert, mit welchem ein elektrischer Kontaktierungsbereich des Flexkabels während eines Fügevorgangs des Flexkabels und des Steckers zu kontaktieren ist. In diesem Zusammenhang sind Anordnungen bekannt, bei welchen sich der Stecker auf einer von außen zugänglichen und sichtbaren Oberseite der Platine befindet und das Flexkabel von einer Unterseite der Platine kommend zum Stecker geführt werden soll. Hierfür sind in der Platine entsprechende Öffnungen vorgesehen, durch welche das Flexkabel von der Unterseite der Platine zur Oberseite der Platine geführt wird, um anschließend, je nach Anordnung des Steckers, in horizontaler oder vertikaler Richtung mit dem Stecker verbunden zu werden.
-
Da der Fügevorgang und das Ergebnis des Fügevorgangs auf diese Weise optisch kontrolliert werden können, lässt sich eine korrekt ausgeführte Fügeverbindung in einem solchen Fall auf einfache Weise sicherstellen.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels und insbesondere ein Verfahren zur Überwachung eines von außen nicht oder nur eingeschränkt sichtbaren Fügevorgangs vorgeschlagen.
-
Ein solches Flexkabel, welches auch als Folienkabel oder Flachkabel bezeichnet wird, ist aus einem biegsamen Material ausgebildet und weist in der Regel eine Vielzahl einzelner elektrischer Leiter bzw. Adern auf, welche i. d. R. von einem Ende des Flexkabels zu einem anderen Ende des Flexkabels geführt sind, um über diese eine elektrische Verbindung zwischen Komponenten herzustellen. Das Flexkabel kann als einlagiges oder mehrlagiges Flexkabel ausgebildet sein, zudem ist es möglich, dass elektrische Bauteile und/oder Schaltungen an dem Flexkabel vormontiert sind und/oder in dieses integriert sind. Besonders vorteilhaft weist das Flexkabel eine Rastvorrichtung (z. B. eine oder mehrere Rastnasen) an einem und bevorzugt an beiden zu kontaktierenden Enden des Flexkabels auf, um eine formschlüssige Verbindung mit zu verbindenden Steckern zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Flexkabel mittels einer kraftschlüssigen Verbindung mit den Steckern verbunden wird, indem beispielsweise an den Steckern vorgesehene Klemmvorrichtungen zur Verbindung eingesetzt werden. Eine stoffschlüssige Verbindung ist in diesem Zusammenhang grundsätzlich auch denkbar.
-
Das Verfahren weist einen ersten Schritt zum Verwenden eines ersten Montageabschnitts und eines zweiten Montageabschnitts des Flexkabels auf, um das Flexkabel in eine Fügerichtung eines Steckers zu ziehen, mit welchem das Flexkabel zu verbinden ist, wobei der Stecker auf einer ersten Seite einer Platine befestigt ist und die Fügerichtung des Steckers quer, insbesondere senkrecht, zur Ebene der Platine verläuft. Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten eines mit dem Stecker zu verbindenden Kontaktierungsbereichs des Flexkabels, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels über den Kontaktierungsbereich des Flexkabels hinaus erstrecken. Der Kontaktierungsbereich ist ein Bereich am Ende des Flexkabels, an dem die Adern des Flexkabels für eine elektrische Kontaktierung zugänglich sind.
-
Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt werden zum Fügen des Flexkabels ausgehend von der ersten Seite durch korrespondierende Öffnungen in der Platine geführt, um die Montageabschnitte von einer zweiten Seite der Platine, welche der ersten Seite gegenüberliegt, in Richtung der Fügerichtung des Steckers zu ziehen. Die erste Seite der Platine ist beispielsweise eine Unterseite der Platine, welche aufgrund einer Montagesituation und/oder eines vormontierten Zustandes der Platine zumindest in dem Fügebereich des Steckers und des Flexkabels beispielsweise von außen nicht oder nur eingeschränkt sichtbar und/oder zugänglich ist. Die zweite Seite der Platine ist dementsprechend beispielsweise eine Oberseite der Platine, welche für eine Kontrolle des Fügevorgangs und/oder des Fügezustandes von außen sichtbar und/oder zugänglich ist. Mit anderen Worten befinden sich sowohl ein Kontaktierungsbereich des Steckers als auch ein Kontaktierungsbereich des Flexkabels während und nach dem Fügevorgang auf der für eine Kontrolle potentiell nicht oder nur eingeschränkt zugänglichen ersten Seite der Platine, wobei das Verfahren selbstverständlich auch in einem solchen Fall vorteilhaft anwendbar ist, in dem auch die erste Seite für eine externe Kontrolle des Fügevorgangs und/oder der Fügeverbindung zugänglich ist.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass für den erfindungsgemäßen Fügevorgang zusätzliche Montagehilfen wie eine Zentriervorrichtung usw. vorgesehen sein können, um eine einfachere und/oder zuverlässigere Montage des Flexkabels, insbesondere im Falle eines „blind“ bzw. verdeckt auszuführenden Fügevorgangs, zu ermöglichen.
-
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf der zweiten Seite der Platine nach dem Fügen zugänglichen Teile des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts verwendet, um einen korrekten Fügezustand des Flexkabels und des Steckers anhand einer elektrischen und/oder optischen und/oder mechanischen Eigenschaft des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts zu überprüfen.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den besonderen Vorteil, dass eine Fügeverbindung des Flexkabels mit einem korrespondierenden Stecker auch dann besonders zuverlässig überwacht werden kann, wenn ein Fügebereich des Flexkabels und des Steckers aufgrund einer Verbausituation nicht oder nur einschränkt zugänglich bzw. sichtbar ist. Dies ermöglicht u. a. eine Verwendung einer Fügeverbindung, bei der sowohl der Stecker als auch das Flexkabel an einer Unterseite einer Platine gefügt werden, wodurch im Vergleich zum Stand der Technik nur kleine Öffnungen in der Platine für die Durchführung der Montageabschnitte vorzusehen sind, da das Flexkabel nicht in voller Breite von einer Seite der Platine zur anderen Seite der Platine geführt werden muss. Hierdurch lässt sich insbesondere Platz auf der zweiten Seite der Platine einsparen, was beispielsweise für die Anordnung von Bauelementen und/oder zur Verkleinerung einer Gesamtgröße der Platine genutzt werden kann.
-
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
-
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren weiter einen Schritt zum Verwenden des Ergebnisses der Überprüfung des Fügezustandes auf, um einen fehlerhaften Fügezustand zu korrigieren und/oder zu kennzeichnen, und/oder um eine Information über den Fügezustand auszugeben. Die Korrektur lässt sich vorteilhaft mittels eines Montagewerkzeugs durchführen, welches für den im ersten Verfahrensschritt auszuführenden Fügevorgang verwendet wird. Eine Kennzeichnung eines fehlerhaften Fügezustandes erfolgt beispielsweise mittels einer Markierung, die auf der zweiten Seite der Platine angebracht wird. Eine Information über den Fügezustand wird beispielsweise als optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Hinweis in einem mobilen Endgerät und/oder in einer Überwachungseinheit einer Fertigungslinie ausgegeben.
-
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Flexkabel wenigstens einen Testkontakt innerhalb des Kontaktierungsbereichs des Flexkabels auf, welcher mit einem elektrischen Leiter des Flexkabels verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt und/oder in den zweiten Montageabschnitt geführt ist, sodass der elektrische Leiter zumindest im gefügten Zustand des Flexkabels und des Steckers von der zweiten Seite der Platine elektrisch kontaktierbar ist. Zur Überprüfung des korrekten Fügezustandes des Flexkabels wird eine elektrische Leitfähigkeit zwischen dem elektrischen Leiter im ersten Montageabschnitt und/oder im zweiten Montageabschnitt und einem mit dem Testkontakt korrespondierenden Kontakt des Steckers, welcher von der zweiten Seite der Platine kontaktierbar ist, ermittelt. Eine Position des Testkontaktes innerhalb der Kontakte im Kontaktierungsbereich ist grundsätzlich nicht eingeschränkt. So ist es beispielsweise möglich, den Testkontakt in der Mitte oder abseits der Mitte des Kontaktierungsbereichs anzuordnen. Ferner ist es möglich, dass der für die Überprüfung der Leitfähigkeit verwendete Kontakt des Steckers als Kontaktfläche (engl. „pad“) auf der Leiterplatte ausgebildet ist, um eine elektrische Kontaktierung zu erleichtern. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt beispielsweise mittels des Montagewerkzeugs, welches zum Fügen des Flexkabels und des Steckers verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann hierfür ein dediziertes Prüfwerkzeug eingesetzt werden. Die elektrische Leitfähigkeit wird beispielsweise durch Anlegen einer Spannung zwischen dem elektrischen Leiter im Montageabschnitt und dem mit dem Testkontakt korrespondierenden Kontakt des Steckers und/oder der mit dem Kontakt des Steckers elektrisch verbundenen Kontaktfläche überprüft. Auf Basis eines gemessenen Stroms und/oder Widerstandes innerhalb der Messanordnung lässt sich anschließend eine Leitfähigkeit ermitteln. Für den beispielhaften Fall, dass ein fließender Strom einen vordefinierten Stromschwellenwert überschreitet und/oder ein Widerstandswert einen vordefinierten Widerstandswert unterschreitet, ist entsprechend von einer korrekten Fügeverbindung zwischen dem Stecker und dem Flexkabel auszugehen.
-
Besonders vorteilhaft ist der wenigstens eine Testkontakt kleiner ausgebildet als weitere Kontakte des Kontaktierungsbereichs und/oder versetzt („nacheilend“) angeordnet zu den weiteren Kontakten des Kontaktierungsbereichs, sodass während des Fügevorgangs zuerst die weiteren Kontakte mit jeweiligen Kontakten des Steckers kontaktiert werden und der wenigstens eine Testkontakt erst dann mit einem korrespondierenden Kontakt des Steckers kontaktiert wird, wenn der Fügevorgang fehlerfrei abgeschlossen ist. Hierdurch lässt sich eine Zuverlässigkeit bei der Überprüfung der Korrektheit der Fügeverbindung weiter erhöhen, da die Wahrscheinlichkeit, dass eine fehlerhafte Fügeverbindung bei einem vorliegenden Stromfluss durch den Testkontakt vorliegt, dadurch weiter reduziert wird.
-
Vorzugsweise ist der Testkontakt ein erster Testkontakt, der über den ersten Montageabschnitt kontaktierbar ist. Darüber hinaus weist das Flexkabel vorteilhaft einen zweiten Testkontakt auf, der über den zweiten Montageabschnitt kontaktierbar ist. Alternativ oder zusätzlich sind der erste Testkontakt und/oder der zweite Testkontakt jeweils die äußersten Kontakte innerhalb der vorzugsweise parallel angeordneten Kontakte des Kontaktierungsbereichs. Weiter alternativ oder zusätzlich wird der korrekte Fügezustand des Flexkabels anhand separater Leitfähigkeitsmessungen zwischen den Testkontakten und ihren jeweils korrespondierenden Montageabschnitten und/oder mittels einer gemeinsamen Leitfähigkeitsmessung überprüft, bei welcher die elektrischen Leiter der beiden Montageabschnitte oder die mit den Testkontakten korrespondierenden Kontakte des Steckers direkt elektrisch verbunden werden. Die mit den Testkontakten korrespondierenden Kontakte des Steckers lassen sich beispielsweise mittels einer oder mehrerer Leiterbahnen der Platine dauerhaft verbinden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass durch das verwendete Montagewerkzeug und/oder durch ein separates Prüfwerkzeug eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten des Steckers hergestellt wird, welche mit den Testkontakten korrespondieren. Die gemeinsame Leitfähigkeitsmessung bietet den Vorteil einer vereinfachten Kontaktierung durch das Montagewerkzeug und/oder das dedizierte Prüfwerkzeug, da nur die beiden elektrischen Leiter der Montageabschnitte oder nur die beiden korrespondierenden Kontakte des Steckers für die Leitfähigkeitsmessung kontaktiert werden müssen, um einen gemeinsamen Stromkreis über beide Testkontakte herzustellen. Zudem ist nur ein Messkreis erforderlich. Die separaten Leitfähigkeitsmessungen bieten hingegen den Vorteil, dass die korrekte Kontaktierung des ersten Testkontaktes und des zweiten Testkontaktes unabhängig voneinander überprüft werden kann, sodass unterschiedliche Kontaktierungsfehler zwischen dem Flexkabel und dem Stecker unterschieden werden können.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine Testkontakt ein Kontakt, der in einem Produktiveinsatz des Flexkabels für eine Signalübertragung und/oder eine elektrische Energieversorgung verwendet wird. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Kontakte und Leitungen innerhalb des Flexkabels für die Überprüfung der Korrektheit der Fügeverbindung vorgesehen werden müssen, die in einem Produktiveinsatz nach erfolgreicher Prüfung keinen Verwendungszweck mehr aufweisen, für welche aber ein Platz- und Materialbedarf bereitgestellt werden muss. Auf diese Weise lässt sich das Flexkabel kostengünstiger und/oder platzsparender ausbilden. Alternativ oder zusätzlich wird durch eine Verwendung wenigstens zweier Testkontakte, die einen vordefinierten Abstand zueinander aufweisen, eine Art eines Fehlerzustandes, insbesondere eine Richtung einer Verkippung des Flexkabels in Bezug auf den Stecker ermittelt. Die Information über den konkret vorliegenden Fehlerfall lässt sich besonders vorteilhaft für eine gezielte Korrektur einer fehlerhaften Fügeverbindung nutzen.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Überprüfen des korrekten Fügezustandes des Flexkabels und des Steckers dadurch, dass der erste Montageabschnitt und/oder der zweite Montageabschnitt im gefügten Zustand durch ein Prüfwerkzeug mittels einer Kraft beaufschlagt werden, die in eine entgegengesetzte Richtung zur Fügerichtung wirkt und dadurch, dass gemessen wird, ob die Kraft einen vordefinierten Zielwert erreicht und/oder ob der vordefinierte Zielwert für einen vordefinierten Zeitraum aufrechterhalten bleibt und/oder ob eine Position des Flexkabels und/oder des Prüfwerkzeugs innerhalb des vordefinierten Zeitraums im Wesentlichen unverändert bleibt. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall eine mechanische Prüfung der Korrektheit der Fügeverbindung durch Ausüben einer Kraft auf einen oder beide Montageabschnitte, deren Auswirkung einen Rückschluss auf die Korrektheit der Fügeverbindung und/oder auf einen konkreten Fehlerzustand zulässt. Die ermittelte Information lässt sich für eine gezielte Korrektur der Fügeverbindung durch das Montagewerkzeug und/oder das Prüfwerkzeug verwenden. Für den beispielhaften Fall, dass der erste Montageabschnitt durch das Ausüben der Kraft in entgegengesetzter Richtung zur Fügerichtung nachgibt, während der zweite Montageabschnitt unverändert bleibt, kann beispielsweise von einem nicht erfolgten Einrasten des Flexkabels in den Stecker auf der Seite des ersten Montagebereichs ausgegangen werden. Durch ein erneutes Ziehen des ersten Montageabschnitts in Fügerichtung lässt sich dieser Fehler ggf. korrigieren. Vorteilhaft erfolgt die vorstehend beschriebene mechanische Prüfung nach abgeschlossener Korrektur erneut.
-
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Überprüfen des korrekten Fügezustandes dadurch, dass mittels eines optischen Sensors (z. B. eine RGB- und/oder eine monochrome Kamera) eine Position und/oder eine Größe und/oder eine Ausrichtung des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts in Bezug zur Platine erfasst wird (z. B. über eine Markierung auf der Platine und/oder über ein auf der Platine angeordnetes Referenzobjekt und/oder über eine charakteristische Bestückung und/oder über ein Leiterbahnenmuster der Platine, usw.) und dadurch, dass ermittelt wird, ob die durch den optischen Sensor erfassten Größen (d. h., die Position und/oder die Größe und/oder die Ausrichtung) mit vordefinierten korrespondierenden Sollgrößen übereinstimmen.
-
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Flexkabel vorgeschlagen, welches wenigstens einen Kontaktierungsbereich mit einer Vielzahl parallel angeordneter Kontakte aufweist, wobei wenigstens einer der Kontakte einen Testkontakt repräsentiert und welches einen ersten Montageabschnitt und einen zweiten Montageabschnitt aufweist, wobei das Flexkabel eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden Stecker (reversibel oder irreversibel) verbunden zu werden, sodass die Kontakte des Kontaktierungsbereichs elektrische Verbindungen mit jeweiligen korrespondierenden Kontakten des Steckers herstellen. Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten des Kontaktierungsbereichs des Flexkabels, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels über den Kontaktierungsbereich des Flexkabels hinaus erstrecken. Ferner sind der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt eingerichtet, in Richtung des zu verbindenden Steckers gezogen zu werden, um das Flexkabel und den Stecker zu fügen. Zudem ist der wenigstens eine Testkontakt mit einem elektrischen Leiter des Flexkabels verbunden, der bis in den ersten Montageabschnitt und/oder in den zweiten Montageabschnitt geführt ist, sodass der elektrische Leiter eingerichtet ist, über den ersten Montageabschnitt und/oder den zweiten Montageabschnitt elektrisch kontaktiert zu werden.
-
Besonders vorteilhaft ist der wenigstens eine Testkontakt des Flexkabels kleiner ausgebildet ist als die weiteren Kontakte des Kontaktierungsbereichs und/oder er ist versetzt („nacheilend“) angeordnet zu den weiteren Kontakten des Kontaktierungsbereichs, sodass der Testkontakt eingerichtet ist, während eines Fügevorgangs des Flexkabels erst dann mit einem korrespondierenden Stecker kontaktiert zu werden, wenn die weiteren Kontakte bereits mit jeweiligen Kontakten des Steckers in Kontakt stehen.
-
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
-
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels in einer ersten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers vor einem Fügevorgang;
- 2a eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer ersten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
- 2b eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer zweiten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
- 2c eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer dritten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
- 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels in einer zweiten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes; und
- 4 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels in der zweiten Ausführungsform während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
-
1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in einer ersten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers 30 vor einem Fügevorgang der beiden Komponenten 10, 30, wobei der Fügevorgang zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen Kontakten 17 des Flexkabels 10 und jeweils korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 durchgeführt wird.
-
Das Flexkabel 10, welches eine Vielzahl von Adern zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aufweist, die jeweils über die Kontakte 17 des Flexkabels 10 kontaktierbar sind, befindet sich hier in einem Vorbereitungszustand zur Durchführung des Fügevorgangs zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30. Der Stecker 30 ist auf einer ersten Seite 42 einer Platine 40 montiert. In diesem Vorbereitungszustand ist das Flexkabel 10 in eine Zentriereinheit 70 eingeführt, welche während des nachfolgenden Fügevorgangs eine Führung des Flexkabels 10 sicherstellt.
-
Das Flexkabel 10 weist einen ersten Montageabschnitt 12 und einen zweiten Montageabschnitt 14 auf, welche in einem nachfolgenden Fügevorgang verwendet werden, um das Flexkabel 10 in eine Fügerichtung 20 des Steckers 30 zu ziehen, mit welchem das Flexkabel 10 zu kontaktieren ist. Die Fügerichtung 20 verläuft hier senkrecht zur Ebene der Platine 40.
-
Der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten eines mit dem Stecker 30 zu verbindenden Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels 10 über den Kontaktierungsbereich 16 des Flexkabels 10 hinaus erstrecken. Die Montageabschnitte 12, 14 weisen hier zudem jeweils Stanzlöcher 90 in ihren Endabschnitten auf, in welche ein (nicht gezeigtes) Montagewerkzeug für eine erleichterte Ausführung des Fügevorgangs eingreifen kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Stanzlöcher 90 für die Durchführung des Fügevorgangs nicht zwingend erforderlich sind und somit entfallen können.
-
Der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 sind in dem Vorbereitungszustand durch korrespondierende Öffnungen 46 (die in 4 sichtbar sind) in der Platine 40 geführt, um die Montageabschnitte 12, 14 im nachfolgenden Fügevorgang von einer zweiten Seite 44 der Platine 40, welche der ersten Seite 42 gegenüberliegt, in Richtung der Fügerichtung 20 des Steckers 30 gezogen zu werden.
-
Das Flexkabel 10 weist darüber hinaus einen ersten Testkontakt 18 innerhalb des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10 auf, welcher mit einem elektrischen Leiter 15 des Flexkabels 10 verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt 12 geführt ist, sodass der erste Testkontakt 18 über den ersten Montageabschnitt 12 elektrisch kontaktierbar ist.
-
Das Flexkabel 10 weist weiter einen zweiten Testkontakt 19 innerhalb des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10 auf, welcher mit einem elektrischen Leiter 15 des Flexkabels 10 verbunden ist, der bis in den zweiten Montageabschnitt 14 geführt ist, sodass der zweite Testkontakt 19 über den zweiten Montageabschnitt 14 elektrisch kontaktierbar ist.
-
Der erste Testkontakt 18 und der zweite Testkontakt 19 sind hier jeweils die äußersten Kontakte 17 des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10, ohne auf eine solche Anordnung eingeschränkt zu sein. Zudem sind beide Testkontakte 18, 19 versetzt („nacheilend“) zu den weiteren parallel angeordneten Kontakten 17 des Kontaktierungsbereichs 16 angeordnet, sodass bei der Durchführung des Fügevorgangs zunächst die weiteren Kontakte 17 mit den Kontakten des Steckers 30 in Kontakt kommen, bevor die Testkontakte 18, 19 mit ihren korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 in Kontakt kommen. Die Testkontakte 18, 19 sind dabei derart ausgebildet, dass von einem korrekten Fügezustand des Flexkabels 10 und des Steckers 30 auszugehen ist, wenn diese eine elektrische Verbindung mit ihren korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 herstellen.
-
Die mit den Testkontakten 18, 19 korrespondierenden Kontakte des Steckers 30 sind elektrisch mit jeweiligen Kontaktflächen 80 („Pads“) verbunden, welche auf der zweiten Seite 44 der Platine 40 für eine elektrische Kontaktierung durch ein in 2 gezeigtes Prüfwerkzeug 50 vorgesehen sind.
-
2a zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers 30 während einer ersten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30.
-
Da 2a das Flexkabel 10 und den Stecker 30 gemäß 1 im nun gefügten Zustand zeigt, werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen den 1 und 2a erläutert.
-
In 2a ist der Fügevorgang durch ein Ziehen des Flexkabels 10 in die Fügerichtung 20 abgeschlossen, sodass mit einer Überprüfung einer Korrektheit des Fügezustandes begonnen werden kann. Dies erfolgt hier auf Basis einer Messung eines elektrischen Stroms mittels jeweiliger Stromsensoren 52, um eine elektrische Leitfähigkeit zwischen den Testkontakten 18, 19 und ihren jeweils korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 sicherzustellen.
-
Hierbei wird jeweils ein Prüfwerkzeug 50 elektrisch mit den Kontaktflächen 80 und den korrespondierenden elektrischen Leitern 15 in den Montageabschnitten 12, 14 verbunden, sodass bei korrekter Kontaktierung der Testkontakte 18, 19 mit dem Stecker 30 jeweils ein Stromfluss messbar ist.
-
Durch die separate Überprüfung des ersten Testkontaktes 18 und des zweiten Testkontaktes 19 wird eine genaue Identifizierung eines potentiell vorliegenden Fehlerzustandes ermöglicht, da auf diese Weise ermittelt werden kann, welcher der Testkontakte 18, 19 ggf. fehlerhaft kontaktiert ist, sodass auf Basis dieser Information vorteilhaft eine gezielte Korrektur des Fehlers vorgenommen werden kann.
-
Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden Kontaktflächen 80 auf der zweiten Seite der Platine 40 dauerhaft oder temporär elektrisch verbunden sein können, sodass alternativ eine Gesamtstrommessung zwischen dem elektrischen Leiter 15 im ersten Montageabschnitt 12 und dem elektrischen Leiter 15 im zweiten Montageabschnitt 14 erfolgen kann.
-
2b zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer zweiten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes.
-
Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen 2b und 2a erläutert und es wird ansonsten auf die Beschreibung zu 2a verwiesen.
-
In 2b erfolgt die Überprüfung der Korrektheit des Fügezustandes auf Basis einer einzelnen Spannungsquelle und eines einzelnen Stromsensors 52, indem die Kontakte der jeweiligen Prüfwerkzeuge 50 gemäß der Darstellung in 2b verbunden sind, wodurch im Falle eines vorliegenden korrekten Fügezustandes ein Stromkreis über die Prüfwerkzeuge 52 geschlossen wird.
-
2c zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer dritten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes.
-
Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen 2c und 2b erläutert und es wird ansonsten auf die Beschreibung zu den 2a und 2b verwiesen.
-
In 2c erfolgt die Überprüfung der Korrektheit des Fügezustandes, indem der Stromkreis über eine auf der Platine 40 angeordnete Leiterbahn 41 geschlossen wird, welche mit den Testkontakten 18, 19 korrespondierende Kontakte des Steckers 30 elektrisch verbindet.
-
Entsprechend können die Prüfwerkzeuge 50, welche in den 2a und 2b die Kontaktflächen 80 (die in 2c nicht erforderlich sind) kontaktieren, entfallen, da der Stromkreis über die Leiterbahn 41 geschlossen wird, sofern ein korrekter Fügezustand vorliegt.
-
3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in einer zweiten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers 30 während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
-
Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den 1, 2 und 3 werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend überwiegend nur die Unterschiede zwischen 3 und den 1 und 2 erläutert.
-
In 3 weist das Flexkabel keine elektrischen Leiter 15 in den Montageabschnitten 12, 14 und keine Testkontakte 18, 19 auf, da in diesem Fall eine rein mechanische Prüfung des korrekten Fügezustandes zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30 erfolgt. Dies schließ nicht aus, dass eine solche mechanische Prüfung auch mit einem gemäß 1 und 2 ausgebildeten Flexkabel 10 ausgeführt wird.
-
Hier werden der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 im gefügten Zustand durch ein Prüfwerkzeug 50 mittels einer vordefinierten Prüfkraft 55 beaufschlagt, die in eine entgegengesetzte Richtung zur Fügerichtung 20 wirkt, wobei das Prüfwerkzeug 50 hier gleichzeitig ein Montagewerkzeug 95 für den Fügevorgang ist. Die Prüfkraft 55 ist vorteilhaft derart bemessen, dass sie geringer ist, als eine Kraft, die eingerichtet ist, eine Rastverbindung zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30 im Fügezustand zu lösen, die aber groß genug ist, um einen fehlerhaften Fügezustand zu detektieren.
-
Auf Basis der Prüfkraft 55 wird gemessen, ob die Prüfkraft 55 einen vordefinierten Zielwert erreicht und ob der vordefinierte Zielwert für einen vordefinierten Zeitraum aufrechterhalten bleibt und ob eine Position des Flexkabels und des Prüfwerkzeugs innerhalb des vordefinierten Zeitraums im Wesentlichen unverändert bleibt. Sind vorstehend genannte Voraussetzungen erfüllt, ist von einem korrekten Fügezustand auszugehen.
-
In 3 ist zusätzlich ein Zentrierstift 75 gezeigt, welcher zur Positionierung der Zentriereinheit 70 in Bezug auf die Platine 40 dient. Ein solcher Zentrierstift 75 kann auch in der Konfiguration vorteilhaft angewendet werden, die in 1, in 2a, in 2b und in 2c gezeigt ist.
-
4 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in der zweiten Ausführungsform während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
-
Hier erfolgt eine Prüfung des korrekten Fügezustandes zwischen jeweiligen Flexkabeln 10 und jeweiligen (hier nicht sichtbaren) Steckern mittels eines als Kamera 60 ausgebildeten optischen Sensors, welcher eingerichtet ist eine Position und eine Größe und eine Ausrichtung der jeweiligen ersten Montageabschnitte 12 und der zweiten Montageabschnitte 14 in Bezug zur Platine 40 auf der zweiten Seite 44 der Platine 40 zu erfassen. Der Bezug zur Platine 40 wird hier durch eine Auswertung eines (nicht gezeigten) charakteristischen Leiterbahnenmusters sichergestellt. Auf Basis des Leiterbahnenmusters lassen sich folglich ein Sollabstand und ein Sollwinkel der Kamera 60 bezüglich der Platine 40 einstellen und/oder Abweichungen diesbezüglich rechnerisch kompensieren, sodass eine zuverlässige Überprüfung der Sollgrößen der Montageabschnitte 12, 14 erfolgen kann.
-
Ein korrekter Fügezustand lässt sich auf diese Weise dann ermitteln, wenn die durch die Kamera 60 erfassten Größen mit vordefinierten korrespondierenden Sollgrößen für den korrekten Fügezustand übereinstimmen.
-
Zudem sind in 4 die in der Platine 40 vorgesehenen Öffnungen 46 gezeigt, durch welche die Montageabschnitte 12, 14 der jeweiligen Flexkabel 10 von der ersten Seite 42 der Platine 40 zur zweite Seite 44 der Platine 40 geführt werden können.
