DE69308240T2

DE69308240T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Verbindungs- und Lösungsmerkmalen einer Verbindung

Info

Publication number: DE69308240T2
Application number: DE69308240T
Authority: DE
Inventors: Yasushi Sugiyama
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 1992-06-11
Filing date: 1993-06-10
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: EP0574262B1; JP2738227B2; EP0574262A3; EP0574262A2; JPH05340827A; US5357814A; DE69308240D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Bestimmen von Verbindungs- und/oder Lösungsmerkmalen einer sogenannten kraftaufwandsarmen Steckverbindung, die zum Zusammenstecken der Steckverbindungselemente weniger Kraft erfordert.
Eine kraftaufwandsarme Steckverbindung, wie sie z.B. in der EP-B-0459448 offenbart ist, umfaßt ein erstes Steckverbindungselement mit einem Hebel, der schwenkbar in einer bestimmten Position gehalten wird, und ein zweites Steckverbindungselement, das an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt oder von diesem gelöst werden kann. Wenn der Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement vorübergehend mit dem genannten ersten Steckverbindungselement verbunden ist, dann drückt der Hebel das zweite Steckverbindungselement in Richtung des ersten Steckverbindungselementes. Ansonsten wird, wenn der Hebel in eine bestimmte Lösungsrichtung geschwenkt wird, Kraft auf das zweite Steckverbindungselement in einer Lösungsrichtung von dem ersten Steckverbindungselement aufgebracht. Es wird daher als "kraftaufwandsarme Steckverbindung" bezeichnet, bei der das zweite Steckverbindungselement durch Schwenken des Hebels relativ zu einem ersten Steckverbindungselement mit dem ersten Steckverbindungselement verbunden und/oder von diesem gelöst werden kann.
Eine kraftaufwandsarme Steckverbindung umfaßt ein männliches Steckverbindungselement und ein weibliches Steckverbindungselement. Das männliche und das weibliche Steckverbindungselement können aneinander befestigt oder voneinander getrennt werden. So hat z.B. das männliche Steckverbindungselement einen plattenförmigen Hebel, der um eine an einer bestimmten Position befindliche Drehachse schwenkbar befestigt ist. Der Hebel weist einen Schlitz auf, der sich in einer bestimmten Position auf die Drehachse bezieht. Wenn sich der Hebel in seiner Ausgangsposition befindet, dann öffnet eine Öffnung des Schlitzes in der Richtung, in der das weibliche Steckverbindungselement befestigt werden soll. Der Abstand zwischen jedem Punkt des Schlitzes und der Drehachse des Hebels nimmt allmählich ab, während sich dieser weiter von der Öffnung des Schlitzes in Richtung auf dessen Innenteil entfernt. An einer bestimmten Stelle des weiblichen Steckverbindungselementes befindet sich ein Stift, der in den in dem Hebel ausgebildeten Schlitz paßt.
Wenn das männliche Steckverbindungselement und das weibliche Steckverbindungselement vorübergehend aneinander befestigt sind, wobei sich der Hebel des männlichen Steckverbindungselementes in seiner Ausgangsposition befindet, dann steckt der Stift des weiblichen Steckverbindungselementes in der Öffnung. Wenn der Hebel in diesem Zustand in eine bestimmte Verbindungsrichtung geschwenkt wird, dann wird der Stift in dem Schlitz weiter von der Öffnung weg zu dessen Innenteil geführt. Dies bewirkt, daß der Abstand zwischen dem Stift und der Drehachse des Hebels allmählich abnimmt und das weibliche Steckverbindungselement schließlich mit dem männlichen Steckverbindungselement verbunden wird.
Wenn der Hebel in die Gegenrichtung zu der Verbindungsrichtung geschwenkt wird, dann wird der Stift von der Innenposition des Schlitzes in Richtung auf dessen Öffnung geführt. Die Eolge ist, daß der Abstand zwischen der Drehachse des Hebels und dem Stift allmählich zunimmt. Dadurch kann sich das weibliche Steckverbindungselement von dem männlichen Steckverbindungselement lösen.
Auf diese Weise kann ein Paar Steckverbindungselemente durch Schwenken des Hebels relativ zu dem männlichen Steckverbindungselement unter Anwendung des Hebelprinzips mit geringer Kraft miteinander verbunden oder voneinander gelöst werden.
Die GB-A-2179506 offenbart eine Steckverbindung mit einem Bügelschloß, wobei ein Bügel um eine Steckverbindungshälfte geschwenkt und in zwei Endpositionen verriegelt werden kann. In der entkuppelten Endpositlon wird der Bügel zwischen einer Arretierung und einer Stufe hinter der Arretierung verriegelt. In dieser Endposition können die Steckverbindungshälften lose zusammengesteckt werden und erst dann miteinander in Kontakt kommen, wenn ein Anschlag in dem gekrümmten Schlitz der geschwenkten Platte des Bügels erreicht ist. Durch Drehen des Bügels in die andere Endposition werden die Steckverbindungshälften vollkommen zusammengesteckt, wobei der Bügel lösbar mit Hilfe eines am Gehäuse einer Steckverbindungshälfte ausgebildeten Verriegelungshakens verriegelt wird. Wenn die Steckverbindungshälften getrennt sind und der Bügel sich in der verriegelten Position befindet, dann können die Steckverbindungshälften aus Sicherheitsgründen nicht zusammengesteckt werden.
Die zu bestimmenden Merkmale einer Steckverbindung umfassen Verbindungs- und Lösungsmerkmale von Steckverbindungselementen. Wenn das Verbindungsmerkmal bestimmt werden soll, dann wird nacheinander eine zum Verbinden eines der Steckverbindungselemente mit den anderen Steckverbindungselementen benötigte Last von einem Zustand einer vorübergehenden Befestigung eines Elementes an dem anderen bis zum Ende ihrer Verbindung erfaßt. Wenn das Lösungsmerkmal bestimmt werden soll, dann werden die miteinander verbundenen Steckverbindungselemente voneinander gelöst, während eine zum Lösen erforderliche Last nacheinander bestimmt wird.
Bei einer gewöhnlichen Steckverbindung, bei der ein Verbindungs- oder Lösungsvorgang durch Aufbringen einer Last in Axialrichtung durchgeführt wird, werden die Merkmale konventionell mit Hilfe eines Druck-/Zugtestgeräts bestimmt. Beim Bestimmen eines Verbindungsmerkmals werden ein männliches Steckverbindungselement und ein weibliches Steckverbindungselement in ein Paar Futterbacken des Prüfgerätes eingespannt. Während die Backen näher zueinander geführt werden, wird die dazu erforderliche Druckkraft erfaßt, um das Verbindungsmerkmal zu bestimmen. Beim Bestimmen eines Lösungsmerkmals werden das männliche und das weibliche Steckverbindungselement, die bereits miteinander verbunden sind, in das Paar Futterbacken des Testgerätes eingespannt. Während die Backen voneinander entfernt werden, wird die dazu erforderliche Zugkraft erfaßt, um das Lösungsmerkmal zu bestimmen.
Die obengenannte Technik unter Einsatz des Druck/Zug- Prüfgeräts kann jedoch nicht zum Bestimmen von Merkmalen kraftaufwandsarmer Steckverbindungen benutzt werden. Der Grund hierfür ist, daß bei kraftaufwandsarmen Steckverbindungen die auf den Hebel aufgebrachte Kraft beim Verbinden/Lösen des männlichen und des weiblichen Steckverbindungselementes nicht in Verschiebungsrichtung jedes Steckverbindungselementes gerichtet ist, sondern sich entlang eines Außenumfangs um den Mittelpunkt einer Drehachse des Hebels ändert. Das Druck/Zug-Prüfgerät kann jedoch lediglich eine Druckkraft und eine Zugkraft in axialer Richtung erzeugen und erfaßt somit eine Last in dieser Richtung. Somit kann das Druck/Zug-Prüfgerät nicht zum Bestimmen der Merkmale einer kraftaufwandsarmen Steckverbindung benutzt werden.
Es ist eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen eines Verbindungsmerkmals einer kraftaufwandsarmen Steckverbindung bereitzustellen.
Es ist eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Bestimmen eines Lösungsmerkmals der kraftaufwandsarmen Steckverbindung bereitzustellen.
Es ist eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen des Verbindungsmerkmals der kraftaufwandsarmen Steckverbindung bereitzustellen.
Es ist eine vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Bestimmen des Lösungsmerkmals der kraftaufwandsarmen Steckverbindung bereitzustellen.
In der vorliegenden Erfindung wird zur Lösung der obigen Aufgaben ein erstes Steckverbindungselement um einen Mittelpunkt der Schwenkbewegung seines Hebels geschwenkt, während ein zweites Steckverbindungselement vorübergehend an dem ersten Steckverbindungselement befestigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird die Schwenkbewegung des Hebels verhindert, und eine Last, die zum Verhindern der Schwenkbewegung des Hebels erforderlich ist, wird bestimmt. Somit führt das Schwenken des ersten Steckverbindungselementes dazu, daß der Hebel relativ zu dem ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt wird. Demzufolge wird das zweite Steckverbindungselement mit dem ersten Steckverbindungselement verbunden. Die Last, die zum Verhindern der Schwenkbewegung des Hebels in diesem Verbindungsvorgang erforderlich ist, ist lediglich eine Last, die bei einem gewöhnlichen Verbindungsvorgang auf den Hebel einwirkt, der durch die Schwenkbewegung des Hebels erfolgt.
Position und Winkel des Hebels bleiben bei dem Verbindungsvorgang unverändert, und daher wirkt die Last zum Verhindern der Schwenkbewegung des Hebels in einer festgelegten Richtung. Da also die Last genau bestimmt werden kann, wird auch das Verbindungsmerkmal der Steckverbindung gut bestimmt.
Ebenso kann das Lösungsmerkmal beim Lösen des zweiten Steckverbindungselementes von dem ersten Steckverbindungselement gut bestimmt werden.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen eines Verbindungs- und/oder Lösungsmerkmals einer Steckverbindung bereitgestellt, umfassend ein erstes Steckverbindungselement mit einem Hebel, der schwenkbar in einer bestimmten Position gehalten wird, und ein zweites Steckverbindungselement, das an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt oder von diesem gelöst werden kann, wobei der genannte Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt werden kann, während das genannte zweite Steckverbindungselement vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement mit dem genannten ersten Steckverbindungselement zu verbinden, und/oder wobei der genannte Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Lösungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement mit dem genannten ersten Steckverbindungselement verbunden ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement von dem genannten ersten Steckverbindungselement zu lösen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:
Schwenken des genannten ersten Steckverbindungselementes um einen Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels, während das genannte zweite Steckverbindungselement vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt oder mit diesem verbunden ist;
Verhindern der Schwenkbewegung des genannten Hebels, wenn das genannte erste Steckverbindungselement geschwenkt wird, um den genannten Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in der genannten Verbindungs- und/oder Lösungsrichtung zu schwenken, und
Bestimmen einer Last, die erforderlich ist, um die Schwenkbewegung des genannten Hebels zu verhindern.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Bestimmen von Verbindungs- und/oder Lösungsmerkmalen einer Steckverbindung bereitgestellt, umfassend ein erstes Steckverbindungselement mit einem Hebel, der schwenkbar in einer bestimmten Position gehalten wird, und ein zweites Steckverbindungselement, das an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt oder von diesem gelöst werden kann, wobei der genannte Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement befestigt wird, um das genannte zweite Steckverbindungselement mit dem genannten ersten Steckverbindungselement zu verbinden, und/oder wobei der genannte Hebel relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement in einer bestimmten Lösungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement mit dem genannten ersten Steckverbindungselement verbunden ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement von dem genannten ersten Steckverbindungselement zu lösen, wobei die genannte Vorrichtung folgendes umfaßt:
ein Haltemittel zum schwenkbaren Halten des genannten ersten Steckverbindungselementes um einen Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels;
ein Antriebsmittel zum Schwenken des Haltemittels um den Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels;
ein Schwenkbewegungs-Verhinderungsmittel zum Verhindern der Schwenkbewegung des genannten Hebels, wenn das genannte Haltemittel geschwenkt wird; und
ein Lastbestimmungsmittel zum Bestimmen einer Last, die erforderlich ist, um die Schwenkbewegung des genannten Hebels zu verhindern.
Es wird nachfolgend, jedoch nur beispielhaft, eine spezifische Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer kraftaufwandsarmen Steckverbindung;
Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Verbinden der Steckverbindungselemente der kraftaufwandsarmen Steckverbindung miteinander;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Lösen der Steckverbindungselemente der kraftaufwandsarmen Steckverbindung voneinander;
Fig. 4 ein Diagramm einer Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Bestimmen von Steckverbindungsmerkmalen gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung der Konfiguration eines Steckverbindungspositionierungs- Mechanismus der Vorrichtung von Fig. 4;
Fig. 6 eine vergrößerte Schnittdarstellung eines Teils der Konfiguration des Steckverbindungspositionierungs- Mechanismus von Fig. 5;
Fig. 7 ein Abiaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen von Verbindungs-/Lösungsmerkmalen der kraftaufwandsarmen Steckverbindung, gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8A und 8B vereinfachte Darstellungen eines Zustands der Vorrichtung von Fig. 4 beim Bestimmen des Verbindungsmerkmals;
Fig. 9(a) und 9(b) vergrößerte Darstellungen der Enden der beiden alternativen Steckverbindungselemente;
Fig. 10 ein Kurvenbeispiel für eine Aufzeichnung des Verbindungsmerkmals; und
Fig. 11 ein Kurvenbeispiel für eine Aufzeichnung des Lösungsmerkmals.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Darstellung des Aufbaus einer kraftaufwandsarmen Steckverbindung, deren Merkmal durch eine Steckverbindungsmerkmal- Bestimmungsvorrichtung* der ersten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung bestimmt wird. Eine kraftaufwandsarme Steckverbindung 1 setzt sich zusammen aus einem männlichen Steckverbindungselement 2 und einem weiblichen Steckverbindungselement 4, die aneinander befestigt oder voneinander gelöst werden können.
Das männliche Steckverbindungselement 2 hat einen Hebel 6. Der Hebel 6 wird schwenkbar auf einer Drehachse 6a gehalten, die an dem männlichen Steckverbindungselement 2 fixiert ist. Der Hebel 6 ist in einer bestimmten Position in bezug auf die Drehachse 6a mit einem gekrümmten Schlitz 6b ausgebildet. Wenn sich der Hebel 6 wie in Fig. 1 gezeigt in seiner Ausgangsposition befindet, dann öffnet eine Öffnung (7) des Schlitzes 6b in der Richtung, in der das weibliche Steckverbindungselement 4 befestigt werden soll. Der Abstand zwischen jedem Punkt in der Längsrichtung des Schlitzes 6b und der Drehachse 6a verringert sich allmählich, während sich die Position von der Öffnung 7 in Richtung auf dessen Innenteil entfernt.
In einer bestimmten Position des weiblichen Steckverbindungselementes 4 ist ein Stift 4a befestigt, der in den Schlitz 6a des Hebels 6 paßt.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Verbinden des weiblichen Steckverbindungselementes mit dem männlichen Steckverbindungselement 2. Zunächst sind, während sich der Hebel 6 in seiner Ausgangsposition befindet, das männliche Steckverbindungselement 2 und das weibliche Steckverbindungselement 4 vorübergehend aneinander befestigt. In dieser Befestigung verläuft der Stift 4a durch die Öffnung 7 in den Schlitz 6b. In dieser Phase wird der Hebel 6 in einer Verbindungsrichtung von Pfeil A geschwenkt, wodurch bewirkt wird, daß der Stift 4a in den Innenteil des Schlitzes 6b gleitet. Mit der Weiterbewegung des Stiftes 4a in den Schlitz verringert sich allmählich der Abstand zwischen dem Stift 4a und der Drehachse 6a. Die Folge ist, daß das weibliche Steckverbindungselement 4 von dem Hebel 6 weitergeschoben wird, bis es mit dem männlichen Steckverbindungselement 2 verbunden ist.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Verfahrens zum Lösen des weiblichen Steckverbindungselementes 4 von dem männlichen Steckverbindungselement 2. Der Hebel 6 wird aus seiner in Fig. 3 dargestellten Endposition in einer Lösungsrichtung -A gegenüber der Verbindungsrichtung A geschwenkt, wodurch bewirkt wird, daß sich der Stift 4a vom Innenteil des Schlitzes 6b zur Öffnung 7 bewegt. Während der Stift 4a in den Schlitz gleitet, nimmt der Abstand zwischen der Drehachse 6a und dem Stift 4a allmählich zu. Das weibliche Steckverbindungselement 4 löst sich schließlich von dem männlichen Steckverbindungselement 2.
Fig. 4 zeigt ein Diagramm eines exemplarischen Aufbaus einer Steckverbindungsmerkmal-Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Verbindungs-/Lösungsmerkmale der obengenannten kraftaufwandsarmen Steckverbindung. Diese Bestimmungsvorrichtung umfaßt ein Gehäuse 10 mit einem Motor 14, der als darin montiertes Antriebsmittel dient. Der Motor 14 kann auf ein von einer Motorsteuerung 12 erhaltenes Steuersignal eine Vor- oder Rückwärtsdrehung bewirken. Eine Drehplatte 20 ist mit einer Drehwelle 16 des Motors 14 kombiniert, und zwischen diesen befindet sich ein Kupplungselement 18. Ein Steckverbindungspositionierungs- Mechanismus 22, der das männliche Steckverbindungselement 2 (in Fig. 4 nicht gezeigt) positionieren und fixieren kann, ist an der Drehplatte 20 befestigt. Somit fungieren in dieser Ausgestaltung die Drehplatte 20 und der Steckverbindungspositionierungs-Mechanismus 22 gemeinsam als Haltemittel zum Halten des männlichen Steckverbindungselementes 2.
-Ein Drucksensor 38 ist als Lastbestimmungsmittel in der Nähe der Drehplatte 20 vorgesehen. Die Bestimmungseinheit des Drucksensors 38 ist mit Hilfe eines entsprechenden Verbindungselementes 44 an den Hebel 6 des männlichen Steckverbindungselementes 2 gekuppelt, das an der Drehplatte 20 befestigt ist. Eine auf den Hebel 6 aufgebrachte Last wird durch das Verbindungselement 44 zu der Bestimmungseinheit des Drucksensors 38 übertragen. Die Last wird durch den Drucksensor 38 bestimmt, der ein entsprechendes elektrisches Signal ausgibt. Das ausgegebene elektrische Signal des Drucksensors 38 wird durch einen Verstärker 40 verstärkt. Ein Ausgangssignal von dem Verstärker 40 wird auf einen Stiftrekorder 42 übertragen, der als Aufzeichnungsmittel fungiert. Der Stiftrekorder 42 zeichnet die auf den Hebel 6 aufgebrachte Last in eine Tabelle ein.
Zusätzlich ist in der Nähe der Drehplatte 20 ein Zähler 34 vorgesehen. Der Zähler 34 mißt eine Rotationsgeschwindigkeit der Drehplatte 20 und erzeugt ein der Geschwindigkeit entsprechendes elektrisches Signal. Das elektrische Signal wird zu einer Drehgeschwindigkeits- Anzeigeeinheit 36 übertragen. Die Rotationsgeschwindigkeit der Drehplatte 20 entspricht einer Rotationsgeschwindigkeit des auf der Drehplatte 20 befestigten männlichen Steckverbindungselementes 2, und so wird die Rotationsgeschwindigkeit des männlichen Steckverbindungselementes 2 gemessen und von der Anzeigeeinheit 36 angezeigt.
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Konfiguration des Steckverbindungspositionierungs- Mechanismus 22, der auf der Drehplatte 20 montiert ist. Der Steckverbindungspositionierungs-Mechanismus 22 weist ein erstes Element 26, das für die Positionierung in bezug auf eine X-Richtung entlang der Drehplatte 20 benutzt wird, sowie ein Paar zweiter Elemente 28 auf, die für die Positionierung in bezug auf eine Y-Richtung entlang der Drehplatte 20 benutzt werden. Die X- und die Y-Richtung sind orthogonal zueinander. Fig. 6 zeigt eine vergrößerte Konfiguration des ersten Elementes 26 und von dessen Umgebung.
Das erste Element 26 ist verschiebbar an einem Paar in der Drehplatte 20 ausgebildeten Durchbrüchen 24 montiert. Die Durchbrüche 24 verlaufen in X-Richtung parallel zueinander. Das erste Element 26 ist mit Hilfe eines Paares von Schrauben 25 an der Drehplatte 20 befestigt, die so durch das Paar Durchbrüche 24 verlaufen, daß eine längliche Erweiterung des ersten Elementes 26 in Längsrichtung der Y- Richtung entspricht. Durch das Anziehen der Schrauben 25 wird eine Verschiebungsbewegung des ersten Elementes 26 verhindert. Außerdem ist ein Paar Montageabschnitte 27, an denen die zweiten Elemente 28 fixiert sind, auf gegenüberliegenden Seiten des ersten Elementes 26 vorgesehen.
Das Paar zweiter Elemente 28 ist L-förrnig und an dem Paar Montageabschnitte 27 gegenüberliegend befestigt, so daß ein Teil des männlichen Steckverbindungselementes 2 darin montiert werden kann. Spezifischer ausgedrückt, wird eine Schraube 30 durch jedes der zweiten Elemente 28 in Y- Richtung geschraubt. Die Schraube 30 setzt sich zusammen aus einem schmalen Abschnitt 30a in der Nähe des Schraubenkopfes an einem Ende und einem breiten Abschnitt 30b am anderen. Der breite Abschnitt 30b wird durch das zweite Element 28 geschraubt. Eine Abstufung zwischen dem schmalen Abschnitt 30a und dem breiten Abschnitt 30b befindet sich in Kontakt mit einer Oberfläche des Montageabschnitts 27. Der schmale Abschnitt 30a weist ein Schraubgewinde auf, und an einem Ende des schmalen Abschnittes 30a befindet sich eine Hutmutter 31. Auf diese Weise ist die Schraube 30 drehbar an dem Montageabschnitt 27 befestigt, so daß eine Bewegung der Schraube 30 in ihre axiale Richtung verhindert wird. Die Schraube 30 und die Hutmutter 31 rotieren gemeinsam.
Somit erlaubt die Rotation der Schraube 30 eine Verschiebung des zweiten Elementes 28 in der Y-Richtung.
In das zweite Element 28 wird ferner eine Schraube 32 in einer Z-Richtung orthogonal zu der X- und der Y-Richtung eingeschraubt. Die Schraube 32 verläuft so durch das zweite Element 28, daß sich ihr Ende in Kontakt mit dem männlichen Steckverbindungselement 2 befinden kann.
Befestigung und Positionierung des männlichen Steckverbindungselementes 2 an dem Steckverbindungspositionierungsmechanismus 22 erfolgen in der folgenden Weise. Zunächst wird ein Teil des männlichen Steckverbindungselementes 2 durch das erste Element 26 und die zweiten Elemente 28 festgehalten. Dann wird die in jedem Paar zweiter Elemente 28 vorgesehene Schraube 30 gedreht, um das männliche Steckverbindungselement 2 in bezug auf die Y-Richtung zu positionieren. Nach Abschluß der Positionierung um die Y-Richtung wird die Schraube 32 für jedes zweite Element 28 festgezogen, um das männliche Steckverbindungselement 2 zu fixieren. Dann wird das erste Element 26 zum Positionieren in X-Richtung verschoben und die Schrauben 25 werden von der Rückseite der Drehplatte 20 her festgezogen, so daß ein Verschieben des ersten Elementes 26 verhindert wird. Auf diese Weise wird das männliche Steckverbindungselement 2 so positioniert, daß sich die Drehachse 6a des Hebels 6 auf einer Drehachse 20a der Drehplatte 20 befindet.
Das männliche Steckverbindungselement 2 kann mit einem alternativen Mittel an der Drehplatte 20 positioniert und fixiert werden, d.h. mit Hilfe eines Klebemittels anstatt des obengenannten Steckverbindungspositionierungs- Mechanismus.
Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen eines Verbindungsmerkmals und eines Lösungsmerkmals der kraftaufwandsarmen Steckverbindung. In dieser Ausgestaltung wird zunächst das Verbindungsmerkmal bestimmt, danach wird das Lösungsmerkmal bestimmt. Die Figuren 8A und 8B beschreiben vereinfachte Zustände der Vorrichtung unmittelbar vor dem Beginn der Bestimmung des Verbindungsmerkmals und in der Mitte des Bestimmungsvorgangs.
Zunächst wird das männliche Steckverbindungselement 2 in der Drehplatte 20 positioniert (Schritt S1). In diesem Schritt wird, wie in den Figuren 8A und 8B gezeigt, der Steckverbindungspositionierungs-Mechanismus 22 so eingestellt, daß ein Mittelpunkt der Schwenkbewegung CP des Hebels 6 auf der Drehachse 20a der Drehplatte 20 positioniert wird.
Dann wird der Drucksensor 38 über das Verbindungselement 44 mit dem Hebel 6 gekoppelt. Ein Schieber 46, wie in Fig. 9(a) gezeigt, wird an einem Ende des Verbindungselementes 44 in der Nähe des Hebels 6 fixiert. Es ist wünschenswert, daß der Drucksensor 38, das Verbindungselement 44 und ein Ende 8 (ein belasteter Punkt) des Hebels 6 auf einer Geraden L liegen, die einer Richtung B einer durch das Verbindungselement 44 aufgebrachten Last entspricht, damit die auf den Hebel 6 aufgebrachte Last akkurat bestimmt werden kann.
Als nächstes wird das weibliche Steckverbindungselement 4 vorübergehend an dem männlichen Steckverbindungselement 2 befestigt (Schritt S2). Danach gibt der Bediener einen entsprechenden Befehlswert in die Motorsteuerung 12 ein. Dadurch wird ermöglicht, daß der Motor 14 auf der Basis des Befehlswertes die Drehplatte 20 in einer Verbindungsrichtung A1 dreht (Schritt S3). Dadurch wird bewirkt, daß das männliche Steckverbindungselement 2 und das vorübergehend daran befestigte weibliche Steckverbindungselement 4 um den Schwenkbewegungsmittelpunkt CP geschwenkt werden. Während der Schwenkbewegung wird der Hebel 6 durch den Schieber 46, das Verbindungselement 44 und den Drucksensor 38 an einer Schwenkbewegung gehindert und bleibt in seiner Position und seinem Winkel unverändert. Die Folge ist, daß der Hebel 6 die Last von dem Verbindungselement 44 usw. erhält und relativ zu dem männlichen Steckverbindungselement 2 schwenkt. Die Schwenkbewegung des Hebels 6 bewirkt, daß der Stift 4a des weiblichen Steckverbindungselements 4 durch den Schlitz 6b des Hebels 6 geführt wird, so daß das weibliche Steckverbindungselement 4 durch den Hebel 6 in Verbindung mit dem männlichen Steckverbindungselement 2 geschoben wird.
Bei einem solchen Vorgang des Verbindens des männlichen und des weiblichen Steckverbindungselementes wird die zum Verhindern der Schwenkbewegung des Hebels 6 erforderliche bzw. die in dem Hebel 6 wirkende Last durch den Drucksensor 38 bestimmt. Bei dem Verbindungsprozeß hält der Hebel 6 stets seinen Ausgangszustand von Position und Winkel, und eine Richtung der auf den Hebel 6 aufgebrachten Last wird stets in einer Richtung entlang der Geraden L gehalten. Dann wird die Last von dem Hebel 6 über die Gerade L, die der Richtung B der aufgebrachten Last entspricht, auf den Drucksensor 38 übertragen. Auf diese Weise kann der Drucksensor 38 stets die während des Verbindungsprozesses auf den Hebel 6 aufgebrachte Last akkurat bestimmen.
Die auf die oben beschriebene Weise bestimmte Last wird mit Hilfe des Stiftrekorders 42 in eine Tabelle eingetragen. Fig. 10 zeigt Ergebnisse von Bestimmungen in dem Fall, in dem eine Aufzeichnungsgeschwindigkeit auf 10 mm/sec und eine Winkelgeschwindigkeit der Drehplatte 20 auf 6,6º/sec eingestellt wurde. Die waagerechte Achse repräsentiert einen Rotationswinkel von einem Ausgangszustand der Drehplatte 20 (das ist der Fortschritt der Verbindung), während die senkrechte Achse eine auf den Hebel 6 aufgebrachte Last repräsentiert.
Der Bediener gibt zur Bestätigung, daß die Verbindung des männlichen und des weiblichen Steckverbindungselementes abgeschlossen ist (Schritt S4), einen Befehl zum Stoppen des Vorgangs an die Motorsteuerung 12. Damit ist die Bestimmung des Verbindungsmerkmals abgeschlossen.
Zur Bestimmung des Lösungsmerkmals wird zunächst das Verbindungselement 44 entfernt. Dann wird, wie in Fig. 9(b) gezeigt, ein anderes Verbindungselement 44A mit einem Haken 48 an seinem Ende zwischen den Drucksensor 38 und das Ende 8 des Hebels 6 plaziert. Der Haken 48 ist am Ende 8 befestigt, um daran zu ziehen. Wenn der Haken 48 nicht unmittelbar am Ende des Hebels 6 befestigt werden kann, dann können der Haken 48 und der Hebel 6 mittelbar mit Hilfe eines harten Drahtes (z.B. Klavierdraht, Drachensahnur usw.) aneinander befestigt werden.
Nach dem Ersetzen des Verbindungselementes 44 durch das Verbindungselement 44A gibt der Bediener einen Befehlswert in die Motorsteuerung 12 ein, um die Drehrichtung des Motors 14 umzukehren. Dadurch wird bewirkt, daß die Drehplatte 20 in einer Lösungsrichtung A2 (siehe Fig. 5) entgegengesetzt zur Verbindungsrichtung A1 (Schritt S5) schwenkt. Demgemäß wird das männliche Steckverbindungselement 2 zum Lösen in der Richtung A2 geschwenkt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Hebel 6 an der Schwenkbewegung gehindert, da er an dem Verbindungselement 44A befestigt ist; d.h. der Hebel 6 bleibt unverändert in seiner absoluten Position. Der Hebel 6 schwenkt natürlich in Lösungsrichtung -A relativ zu dem männlichen Steckverbindungselement 2 (siehe Fig. 3). Dadurch wird bewirkt, daß der in dem weiblichen Steckverbindungselement 4 befindliche Stift 4a vom Innenteil des in dem Hebel 6 ausgebildeten Schlitzes 6a in Richtung auf dessen Öffnung 7 geführt wird. Das Ergebnis ist, daß auf das weibliche Steckverbindungselement 4 eine Kraft in Lösungsrichtung aufgebracht wird, und somit ist die Lösung des weiblichen Steckverbindungselementes 4 abgeschlossen.
In diesem Lösungsprozeß wird die zum Verhindern der Schwenkbewegung des Hebels 6 erforderliche bzw. die auf den Hebel 6 aufgebrachten Last durch den Drucksensor 38 bestimmt. Die Richtung der in dem Lösungsprozeß auf den Hebel 6 aufgebrachten Last ist stets die Richtung entlang der Geraden L. Die von dem Drucksensor 38 bestimmte Last wird, beispielsweise wie in Fig. 11 gezeigt, durch den Stiftrekorder 42 nacheinander in eine Tabelle eingetragen.
Der Bediener gibt zur Bestätigung eines Endes des Lösungsvorgangs (Schritt S6) einen Befehl in die Motorsteuerung 12 ein, um den Motorbetrieb zu stoppen. Dadurch wird bewirkt, daß der Motor 14 stoppt, worauf die Bestimmung des Lösungsmerkmales abgeschlossen ist.
Schließlich werden die Steckverbindungselemente 2 und 4 von der Drehplatte 20 entfernt, um sämtliche Vorgänge abzuschließen (Schritt S7).
Danach können durch Analysieren der Kurven (siehe Figuren 10 und 11), die mit dem Stiftrekorder 42 gezeichnet wurden, Merkmale der kraftaufwandsarmen Steckverbindung 1 ausgewertet werden.
Wie beschrieben wurde, wird mit dieser bevorzugten Ausgestaltung das männliche Steckverbindungselement 2 unter der Bedingung geschwenkt, daß Position und Winkel des Hebels 6 unverändert bleiben, so daß das weibliche Steckverbindungselement 4 mit dem männlichen Steckverbindungselement verbunden oder von diesem gelöst werden kann. Somit wird die auf den Hebel 6 aufgebrachte Last während des Verbindungs-/Lösungsvorganges stets in einer bestimmten Richtung gehalten. Auf diese Weise kann die Last genau bestimmt werden. Außerdem liegen in dieser Ausgestaltung der Drucksensor 38, die Verbindungselemente 44 und 44A sowie das Ende (belasteter Punkt) 8 des Hebels 6 auf der Geraden L, die der Richtung B der Last entspricht. Das heißt, die Last von dem Hebel 6 wird in dem Verbindungs- und Lösungsprozeß immer entlang der Geraden L auf den Drucksensor 38 übertragen, und die auf den Hebel 6 aufgebrachte Last wird in dem Verbindungs- und Lösungsprozeß durch den Drucksensor 38 genau bestimmt. Demzufolge werden die Verbindungs- und Lösungsmerkmale der kraftaufwandsarmen Steckverbindung 1 mit hoher Genauigkeit bestimmt.
Es wurde zwar die bevorzugte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung beschrieben, aber die Erfindung ist nicht auf die obige Ausgestaltung beschränkt. So wurde zwar beispielsweise in der obigen Ausgestaltung das Lösungsmerkmal nach dem Verbindungsmerkmal bestimmt, aber es kann auch das Verbindungsmerkmal nach dem Lösungsmerkmal bestimmt werden. Ebenso kann auch entweder das Verbindungsmerkmal oder das Lösungsmerkmal bestimmt werden.
In der obigen Ausgestaltung gibt auch der Bediener einen entsprechenden Befehlswert in die Motorsteuerung 12 ein, um den sogenannten manuellen Betrieb durchzuführen, aber mit Hilfe eines Mikrocomputers kann der Betrieb ähnlich wie im obigen Fall auch unter automatischer Steuerung durchgeführt werden. In einem solchen Fall wird jedoch der Mikrocomputer an die Motorsteuerung 12, den Zähler 34 und den Drucksensor 38 angeschlossen, um die gesamte Vorrichtung gemäß einer vorprogrammierten Routine zu betreiben.
Außerdem wurde zwar in der obigen Ausgestaltung ein Fall beschrieben, bei dem Merkmale der kraftaufwandsarmen Steckverbindung 1 bestimmt werden, bei der das männliche Steckverbindungselement 2 mit dem Hebel 6 ausgestattet ist, aber die vorliegende Erfindung erstreckt sich ebenso auf eine kraftaufwandsarme Steckverbindung, bei der ein weibliches Steckverbindungselement mit einem Hebel ausgestattet ist.
Außerdem kann, während der Hebel 6 in der obigen Ausgestaltung in dem Verbindungs- und dem Lösungsvorgang das weibliche Steckverbindungselement 4 schiebt, die vorliegende Erfindung auch auf die Bestimmung von Merkmalen einer Steckverbindung angewendet werden, die so konfiguriert ist, daß ihr Hebel nur für den Verbindungsvorgang oder für den Lösungsvorgang geschwenkt werden muß.

Claims

1. Verfahren zum Bestimmen eines Verbindungs- und/oder Lösungsmerkmals einer Steckverbindung (1), umfassend ein erstes Steckverbindungselement (2) mit einem Hebel (6), der schwenkbar in einer bestimmten Position gehalten wird, und ein zweites Steckverbindungselement (4), das an dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) befestigt oder von diesem gelöst werden kann, wobei der genannte Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt werden kann, während das genannte zweite Steckverbindungselement (4) vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) befestigt ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement (4) mit dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) zu verbinden, und/oder wobei der genannte Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in einer bestimmten Lösungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement (4) mit dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) verbunden ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement (4) von dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) zu lösen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfaßt:

Schwenken des genannten ersten Steckverbindungselementes (2) um einen Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels (6), während das genannte zweite Steckverbindungselement (4) vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) befestigt oder mit diesem verbunden ist;

Verhindern der Schwenkbewegung des genannten Hebels (6), wenn das genannte erste Steckverbindungselement (2) geschwenkt wird, um den genannten Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in der genannten Verbindungs- und/oder Lösungsrichtung zu schwenken; und

Bestimmen einer Last, die erforderlich ist, um die Schwenkbewegung des genannten Hebels (6) zu verhindern.

2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Aufzeichnen von Variationen in der genannten Last in bezug auf einen Rotationswinkel des genannten ersten Steckverbindungselementes (2).

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, ferner umfassend das Bereitstellen eines Lastbestimmungsmittels (38) zum Bestimmen der genannten Last; und

Verbinden eines Lastpunktes des genannten Hebels (6) mit dem genannten Lastbestimmungsmittel (38) mit Hilfe eines Verbindungselementes (44, 44A) zum Übertragen einer in dem Lastpunkt des genannten Hebels (6) wirkenden Last über das genannte Verbindungselement (44, 44A) auf das genannte Lastbestimmungsmittel (38).

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Lastpunkt des genannten Hebels (6), das genannte Verbindungselement (44, 44A) und das genannte Lastbestimmungsmittel (38) in einer im wesentlichen geraden Linie entlang einer Richtung der in dem genannten Lastpunkt wirkenden Last liegen.

5. Vorrichtung zum Bestimmen von Verbindungs- und/oder Lösungsmerkmalen eines Steckverbinders (1), umfassend ein erstes Steckverbindungselement (2) mit einem Hebel (6), der schwenkbar in einer bestimmten Position gehalten wird, und ein zweites Steckverbindungselement (4), das an dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) befestigt oder von diesem gelöst werden kann, wobei der genannte Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in einer bestimmten Verbindungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement (4) vorübergehend an dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) befestigt wird, um das genannte zweite Steckverbindungselement (4) mit dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) zu verbinden, und/oder wobei der genannte Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in einer bestimmten Lösungsrichtung geschwenkt wird, während das genannte zweite Steckverbindungselement (4) mit dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) verbunden ist, um das genannte zweite Steckverbindungselement (4) von dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) zu lösen, wobei die Vorrichtung folgendes umfaßt:

ein Haltemittel (20, 22) zum schwenkbaren Halten des genannten ersten Steckverbindungselementes (2) um einen Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels (6);

ein Antriebsmittel (14) zum Schwenken des Haltemittels (20, 22), um den Mittelpunkt der Schwenkbewegung des genannten Hebels (6);

ein Schwenkbewegungsverhinderungsmittel (44, 38) zum Verhindern der Schwenkbewegung des genannten Hebels (6), wenn das genannte Haltemittel (20, 22) geschwenkt wird; und

ein Lastbestimmungsmittel (38) zum Bestimmen einer Last, die erforderlich ist, um die Schwenkbewegung des genannten Hebels (6) zu verhindern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der das genannte Haltemittel (20, 22) ein Drehelement (20), das von dem genannten Antriebsmittel (14) geschwenkt wird, und einen Positionierungsmechanismus (22) zum Positionieren und Fixieren des genannten ersten Steckverbindungselementes (2) in bezug auf das genannte Drehelement (20) beinhaltet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder Anspruch 6, bei der das genannte Antriebsmittel (14) das genannte Haltemittel (20, 22) nach vorne oder nach hinten drehen kann.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, ferner umfassend:

ein Steuermittel (12) zum Steuern des genannten Antriebsmittels (14) zum Schwenken des genannten Haltemittels (20, 22), um den genannten Hebel (6) relativ zu dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) in der genannten Verbindungsrichtung zu schwenken, wenn das genannte zweite Steckverbindungselement (4) mit dem genannten ersten Steckverbindungselement (2) verbunden werden soll.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, ferner umfassend:

ein Steuermittel (12) zum Steuern des genannten Antriebsmittels (14) zum Schwenken des genannten Haltemittels (20, 22), um den genannten Hebel (6) relativ zu dem genannten zweiten Steckverbindungselement (4) in der genannten Lösungsrichtung zu schwenken.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, ferner umfassend:

ein Aufzeichnungsmittel (42) zum Aufzeichnen der Ergebnisse der Bestimmung des genannten Lastbestimmungsmittels (38).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der das genannte Aufzeichnungsmittel (42) Variationen in den Erfassungsergebnissen des genannten Lastbestimmungsmittels (38) in bezug auf einen Rotationswinkel des genannten Haltemittels (20, 22) aufzeichnet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, ferner umfassend ein Verbindungselement (44, 44A) zum Verbinden eines Lastpunktes des genannten Hebels (6) mit dem genannten Lastbestimmungsmittel (38), um die in dem genannten Hebel (6) wirkende Last auf das genannte Lastbestimmungsmittel (38) zu übertragen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Lastpunkt des genannten Hebels (6), das genannte Verbindungselement (44, 44A), das genannte Lastbestimmungsmittel (38) in einer im wesentlichen geraden Linie entlang einer Richtung der in dem genannten Lastpunkt wirkenden Last liegen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, bei der das genannte Verbindungselement (44) einen Schieber (46) zum Schieben des Lastpunktes des genannten Hebels (6) aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, bei der das genannte Verbindungselement (44A) einen Haken (48) zum Ziehen des Lastpunktes des genannten Hebels (6) aufweist.