Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz eines Kontaktelements, sowie Messverfahren und Messanordnung für die Montage eines elektrischen Steckverbinders
Die vorliegende Anmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung Nr. 10 2021 111 255.9 in Anspruch, deren Inhalt durch Verweis hierin vollständig mit aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz wenigstens eines Kontaktelements eines elektrischen Steckverbinders, aufweisend eine Schutzabdeckung zur Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .
Die Erfindung betrifft ferner einen elektrischen Steckverbinder zur Verbindung mit einem elektrischen Gegensteckverbinder, aufweisend wenigstens ein Kontaktelement und eine Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz des Kontaktelements.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Messverfahren für die Montage eines elektrischen Steckverbinders, der zum mechanischen Schutz eines Kontaktelements eine Schutzeinrichtung mit einer Schutzabdeckung zur Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
Die Erfindung betrifft auch eine Messanordnung für die Montage eines elektrischen Steckverbinders, der zum mechanischen Schutz eines Kontaktelements eine Schutzeinrichtung mit einer Schutzabdeckung zur Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements aufweist, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 25.
Ein elektrischer Steckverbinder dient bekanntermaßen dazu, eine elektrische Verbindung mit einem korrespondierenden elektrischen Gegensteckverbinder herzustellen. Bei dem Steckverbinder bzw. Gegensteckverbinder im Rahmen der vorliegenden Erfindung kann es sich um einen Stecker, einen Einbaustecker, einen Leiterplattenstecker, eine Buchse, einen Kuppler oder einen Adapter handeln. Die im Rahmen der Erfindung verwendete Bezeichnung "Steckverbinder" bzw. "Gegensteckverbinder" steht stellvertretend für alle Varianten.
Die mechanischen und elektrischen Anforderungen an elektrische Steckverbinder, insbesondere innerhalb eines Fahrzeugs, sind mittlerweile sehr hoch. Mitunter müssen beispielsweise beim autonomen Betrieb eines Fahrzeugs bzw. bei Verwendung von Assistenzsystemen hohe Datenmengen von mehreren Kameras, diversen Sensoren und Navigationsquellen miteinander kombiniert und transportiert werden, üblicherweise in Echtzeit. Der Betrieb vieler Geräte, Bildschirme und Kameras erfordert demnach eine leistungsfähige Infrastruktur in der Fahrzeugelektronik.
Neben den genannten mechanischen und elektrischen Anforderungen ist es gleichzeitig - zur Einsparung von Bauraum und Gewicht - wichtig, die Steckverbinder möglichst kompakt auszubilden. Bei der
Konfektionierung von Kabeln und bei der Herstellung der Komponenten der Steckverbindung ist die Einhaltung der insgesamt erforderlichen Toleranzbereiche in Folge vergleichsweise anspruchsvoll.
Bei der Montage eines elektrischen Steckverbinders werden elektrische Leiter eines elektrischen Kabels oder einer elektrischen Einrichtung (wie z. B. einer Leiterplatte) typischerweise mit Kontaktelementen des Steckverbinders verbunden. Aufgrund von Ungenauigkeiten bzw. Toleranzen in der Herstellung der Steckverbinderkomponenten und in den Montageschritten des Steckverbinders ist insbesondere der axiale Abstand zwischen dem vorderen, steckerseitigen Ende eines Innenleiterkontaktelements und einem vorderen Ende eines isolierenden Kontaktelementträgers (bei ungeschirmten Steckverbindern) oder eines Außenleiterkontaktelements (bei geschirmten Steckverbindern) zu überwachen und gegebenenfalls zu korrigieren. Dieser Abstand, der die axiale Position des Kontaktelements innerhalb des Steckverbinders bestimmt, wird auch als "Anschlussmaß" bezeichnet. Für die korrekte Montage des Steckverbinders kann die Erfassung der axialen Position des Kontaktelements, insbesondere die Ermittlung des Anschlussmaßes, wichtig sein um eine ausreichend hohe Qualität der Steckverbindung sicherzustellen.
Die messtechnische Erfassung des Anschlussmaßes bzw. der axialen Position des Kontaktelements innerhalb des Steckverbinders erfolgt in der Praxis typischerweise über einen Messtaster, der in Steckrichtung, also von "vorne" mit der vorderen Stirnfläche des Kontaktelements in Verbindung gebracht wird.
Die Erfassung der axialen Position des Kontaktelements von vorne ist allerdings bei einem Steckverbinder, der eine Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz der Kontaktelemente aufweist, nicht möglich.
Die Schutzeinrichtung bedeckt üblicherweise die axiale Stirnfläche des Kontaktelements und verhindert damit, dass bei einem schrägen oder versetzten Einstecken eines Gegenkontaktelements das Kontaktelement beschädigt wird, indem beispielsweise Federlaschen irreversibel verbogen werden. Die Schutzeinrichtung ermöglicht damit zwar das korrekte Einstecken des Gegenkontaktelements, blockiert allerdings die Zugänglichkeit der vorderen Stirnfläche. Derartige Schutzeinrichtungen sind insbesondere im Rahmen der sogenannten "Koshiri-Sicherheit" vorgesehen und werden mitunter auch als "Koshiri-Ringe" oder als "Koshiri-Wände" bezeichnet.
Um auch bei Steckverbindern mit einer solchen Schutzeinrichtung die axiale Position der Kontaktelemente zu erfassen, muss mitunter ein hoher Aufwand betrieben werden. Häufig muss die axiale Position durch Sichtprüfung durch ein seitlich in dem Kontaktelementträger, Steckverbindergehäuse oder Außenleiterkontaktelement angeordnetes Sichtfenster erfolgen. Ein derartiges Sichtfenster kann jedoch negative Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften der Steckverbindung haben und außerdem vergleichsweise viel Bauraum beanspruchen, was der stetigen Minimierung von Steckverbindern entgegensteht. Auch ist die optische Erfassung durch ein Sichtfenster nicht immer möglich, da es mitunter versperrt oder abgedeckt sein kann.
In Anbetracht des bekannten Stands der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung somit darin, eine Schutzeinrichtung bereitzustellen, die einen ausreichenden mechanischen Schutz für ein
Kontaktelement eines Steckverbinders bietet und dennoch eine vorteilhafte und präzise Ermittlung der axialen Position des Kontaktelements ermöglicht.
Der vorliegenden Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der eine Schutzeinrichtung aufweist, die einen ausreichenden mechanischen Schutz für ein Kontaktelement eines Steckverbinders bietet und dennoch eine vorteilhafte und präzise Ermittlung der axialen Position des Kontaktelements ermöglicht.
Schließlich ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein Messverfahren und eine Messanordnung für einen elektrischen Steckverbinder bereitzustellen, der eine Schutzabdeckung zum mechanischen Schutz eines Kontaktelements aufweist, um im Rahmen der Montage des Steckverbinders verlässlich und präzise die axiale Position eines Kontaktelements zu erfassen.
Die Aufgabe wird für die Schutzeinrichtung mit den in Anspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst. Hinsichtlich des elektrischen Steckverbinders wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 11 gelöst. Bezüglich des Messverfahrens wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 20 und betreffend die Messanordnung durch Anspruch 25 gelöst.
Die abhängigen Ansprüche und die nachfolgend beschriebenen Merkmale betreffen vorteilhafte Ausführungsformen und Varianten der Erfindung.
Insofern im Rahmen der vorliegenden Beschreibung oder der Patentansprüche auf die Angabe "vorne" (zum Beispiel "vorderes Ende") Bezug genommen wird, so ist diese Richtungsangabe auf das "steckerseitige Ende" bzw. auf das "freie Ende" des Steckverbinders zu verstehen, das bei einer später geschlossenen Steckverbindung dem Gegensteckverbinder zugewandt ist.
Es ist eine Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz wenigstens eines Kontaktelements eines elektrischen Steckverbinders vorgesehen, aufweisend eine Schutzabdeckung zur Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements. Die Schutzabdeckung weist eine Zugangsöffnung zum Durchführen eines Gegenkontaktelements eines elektrischen Gegensteckverbinders auf, um das Gegenkontaktelement elektrisch und mechanisch mit dem Kontaktelement zu verbinden.
Die Schutzabdeckung deckt die Stirnfläche zumindest bereichsweise ab. Vorzugsweise deckt die Schutzabdeckung die Stirnfläche nahezu vollständig ab. Besonders bevorzugt deckt die Schutzabdeckung die Stirnfläche allerdings vollständig ab.
Vorzugsweise verdeckt die Schutzabdeckung die Stirnfläche des Kontaktelements dergestalt, dass sich das Gegenkontaktelement noch mit dem Kontaktelement zusammenstecken lässt, das Kontaktelement durch ein schräges oder versetztes Einstecken jedoch nicht zu beschädigen vermag. Das
Gegenkontaktelement kann somit nicht mechanisch auf die Stirnfläche einer Federlasche des Kontaktelements einwirken und die Federlasche damit beschädigen.
Vorzugsweise verdeckt die Schutzabdeckung die Stirnfläche des Kontaktelements vollständig.
Das Schutzprinzip der Schutzeinrichtung wird mitunter auch als "Koshiri-Sicherheit" bezeichnet; die Schutzeinrichtung selbst ist auch unter den Bezeichnungen "Koshiri-Ring" oder "Koshiri-Wand" bekannt.
Der Steckverbinder bzw. der Gegensteckverbinder kann grundsätzlich eine beliebige Anzahl Kontaktelemente aufweisen, gegebenenfalls aber auch nur ein einziges Kontaktelement. Beispielsweise kann der Steckverbinder zwei Kontaktelemente, drei Kontaktelemente, vier Kontaktelemente, fünf Kontaktelemente, sechs Kontaktelemente, sieben Kontaktelemente, acht Kontaktelemente oder noch mehr Kontaktelemente aufweisen. Die Kontaktelemente können nebeneinander oder koaxial zueinander verlaufen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schutzabdeckung ergänzend zu der Zugangsöffnung wenigstens einen Messzugang aufweist, durch den die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements messtechnisch erfassbar ist, wobei eine Messspitze eines Messtasters durch den Messzugang hindurchführbar ist, um die Stirnfläche des Kontaktelements zur Erfassung deren axialer Position zu kontaktieren.
Vorzugsweise verlaufen die Mittelachse der Zugangsöffnung und/oder die Mittelachse des Messzugangs in Axialrichtung des Kontaktelements bzw. in Steckrichtung, vorzugsweise parallel zu der Längsachse des Kontaktelements.
Dadurch, dass ergänzend zu der Zugangsöffnung noch wenigstens ein Messzugang in der Schutzabdeckung vorgesehen ist, kann die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements durch eine Sensoranordnung, beispielsweise einen taktilen Sensor einer Sensoranordnung, vorteilhaft von vorne, also entlang der Steckrichtung, ermittelt werden.
Der Durchmesser des Messzugangs ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der Zugangsöffnung, vorzugsweise um den Faktor 1 ,5 bis 10 kleiner sein als der Durchmesser der Zugangsöffnung, besonders bevorzugt um den Faktor 2 bis 5 kleiner sein als der Durchmesser der Zugangsöffnung.
Die Schutzfunktion der Schutzeinrichtung kann weiterhin bestehen, insbesondere wenn die laterale Ausdehnung des Messzugangs bzw. der Durchmesser des Messzugangs um ein Vielfaches kleiner ist als die laterale Ausdehnung / der Durchmesser der Zugangsöffnung bzw. als der Durchmesser des Gegenkontaktelements. Der Messzugang gibt somit vorzugsweise nur einen vergleichsweise kleinen Abschnitt, insbesondere ein Winkelsegment, der Stirnfläche des Kontaktelements frei. Auf diese Weise kann das Gegenkontaktelement bei einem inkorrekten Steckvorgang das Kontaktelement nach wie vor nicht beschädigen. Dennoch kann eine vorteilhafte Messung der axialen Position, beispielsweise eine
Anschlussmaß-Messung, trotz vorhandener Schutzeinrichtung erfolgen, ohne dass ein seitliches Sichtfenster erforderlich ist.
Insofern mehrere Kontaktelemente vorgesehen sind, kann für jedes Kontaktelement eine eigene Schutzabdeckung vorgesehen sein. Es kann allerdings auch eine gemeinsame Schutzabdeckung für die Stirnflächen mehrerer Kontaktelemente vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Schutzabdeckung in diesem Fall mehrere Zugangsöffnungen aufweisen, vorzugsweise genau eine Zugangsöffnung pro Kontaktelement. Jede dieser Zugangsöffnungen kann schließlich wenigstens einen Messzugang aufweisen, um die axiale Position der Stirnfläche des zugeordneten Kontaktelements messtechnisch zu erfassen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung plattenförmig ausgebildet ist.
Grundsätzlich kann die Schutzabdeckung allerdings beliebig ausgebildet sein, beispielsweise auch gitterförmig, kammförmig oder durch einzelne Stege mit ausreichend kleinem Abstandsmaß bzw. Rastermaß, so dass das Kontaktelement ein falsches Stecken des Gegenkontaktelements blockiert.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildet ist, vorzugsweise aus einem Kunststoff.
In Einzelfällen kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung aus einem elektrisch leitfähigen Material ausgebildet ist, beispielsweise aus einem Metall, insbesondere aus einem Blech.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung einteilig bzw. einstückig mit einem Kontaktelementträger ausgebildet ist, der das Kontaktelement oder die Kontaktelemente in sich führt und/oder fixiert (auch unter dem Begriff Kontaktteilträger bekannt). Der Kontaktelementträger ist vorzugsweise aus einem elektrisch isolierenden Material ausgebildet. Die Schutzabdeckung kann auch einteilig bzw. einstückig mit einem Steckverbindergehäuse oder - insbesondere bei einem Innenleiterkontaktelement - einteilig mit einem Außenleiterkontaktelement des Steckverbinders sein. Die Schutzabdeckung kann allerdings auch eine von dem Kontaktelementträger, dem Steckverbindergehäuse oder dem Außenleiterkontaktelement unabhängiges Bauteil sein.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung aus einem in Steckrichtung vor dem Kontaktelement angeordneten Bereich (also vor einem steckerseitigen Bereich) eines Kontaktelementträgers oder Steckverbindergehäuses des Steckverbinders ausgebildet ist.
Die Schutzabdeckung kann vorzugsweise aus einem stirnseitigen Ende des Kontaktelementträgers oder des Steckverbindergehäuses ausgebildet sein.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung zwei Messzugänge, drei Messzugänge, vier Messzugänge oder noch mehr Messzugänge aufweist, vorzugsweise pro Zugangsöffnung.
Die Ausbildung mehrerer Messzugänge kann von Vorteil sein, um redundante Messungen der axialen Position des jeweiligen Kontaktelements durchzuführen. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Kippwinkel des Kontaktelements ermittelt werden oder eine Ermittlung der axialen Position auch dann erfolgen, wenn sich das Kontaktelement in einer ungeeigneten Orientierung befindet, die die messtechnische Erfassung der axialen Position durch einen der Messzugänge nicht möglich macht.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Messzugänge entlang des Umfangs der Zugangsöffnung verteilt angeordnet sind.
Die Messzugänge können vorzugsweise entlang des Umfangs der Zugangsöffnung gleichmäßig voneinander beabstandet sein. Grundsätzlich ist allerdings auch eine ungleichmäßige Verteilung möglich.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Messzugänge in die Zugangsöffnung übergeht.
Die Zugangsöffnung und die der Zugangsöffnung zugeordneten Messzugänge können somit insgesamt eine gemeinsame Öffnung in der Schutzabdeckung ausbilden.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann aber auch vorgesehen sein, dass wenigstens einer der Messzugänge von der Zugangsöffnung beabstandet ist.
Die Messzugänge und die Zugangsöffnung können somit auf einer gemeinsamen Oberfläche der Schutzabdeckung zueinander versetzt angeordnet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Messzugang als Schlitz, Nut oder Bohrung ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der Messzugang allerdings als beliebige Öffnung bzw. Aussparung ausgebildet sein.
Der wenigstens eine Messzugang kann rund, oval oder rechteckig (insbesondere quadratisch) ausgebildet sein oder eine sonstige Geometrie aufweisen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass die Querschnitt des Messzugangs dem Querschnitt des durch den Messzugang hindurchzuführenden Sensors entspricht, oder zumindest im Wesentlichen entspricht, beispielsweise dem Querschnitt eines Messtasters oder einer Messspitze eines Messtasters eines taktilen Sensors.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Zugangsöffnung und/oder der wenigstens eine Messzugang einen trichterförmigen Auffangbereich als Einführhilfe für den Messtaster oder das Gegenkontaktelement aufweist.
Das Einführen des Gegenkontaktelements und/oder des Messtasters oder eines sonstigen Sensors kann somit erleichtert sein.
Die Erfindung betrifft auch einen elektrischen Steckverbinder zur Verbindung mit einem elektrischen Gegensteckverbinder. Der Steckverbinder weist wenigstens ein Kontaktelement und eine Schutzeinrichtung auf, vorzugsweise eine Schutzeinrichtung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen. Die Schutzabdeckung der Schutzeinrichtung kann in Steckrichtung vor dem Kontaktelement angeordnet sein, also vor einem steckerseitigen Bereich des Kontaktelements, um einen mechanischen Schutz für das Kontaktelement auszubilden.
Der elektrische Steckverbinder ist nicht auf einen spezifischen Steckverbindertyp beschränkt, wobei sich die Erfindung insbesondere für Steckverbinder für die Hochfrequenztechnik eignet. Es kann sich dabei insbesondere um Steckverbinder bzw. Steckverbindungen des Typs PL, BNC, TNC, SMBA (FAKRA), SMA, SMB, SMS, SMC, SMP, BMS, HFM (FAKRA-Mini), H-MTD, BMK, Mini-Coax oder MATE-AX handeln. Die vorliegende Erfindung kann sich zur Verwendung mit koaxialen oder differenziellen Steckverbindern vorteilhaft eignen.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder kann besonders vorteilhaft innerhalb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, verwendet werden. Mögliche Einsatzgebiete sind autonomes Fahren, Fahrer- Assistenz-Systeme, Navigationssysteme, "lnfotainment"-Systeme, Fond-Entertainment-Systeme, Internetverbindungen und Wireless Gigabit (IEEE 802.11 ad Standard). Mögliche Anwendungen betreffen hochaufgelöste Kameras, beispielsweise 4K- und 8K-Kameras, Sensorik, Onboard-Computer, hochauflösende Bildschirme, hochauflösende Armaturenbretter, 3D-Navigationsgeräte und Mobilfunkgeräte.
Der erfindungsgemäße Steckverbinder eignet sich für beliebige Anwendungen innerhalb der gesamten Elektrotechnik und ist nicht auf den Einsatz in der Fahrzeugtechnik beschränkt zu verstehen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Kontaktelemente als Innenleiterkontaktelement ausgebildet ist. Die Erfindung eignet sich zur Bereitstellung einer Schutzeinrichtung zum Schutz eines Innenleiterkontaktelements besonders vorteilhaft.
Der elektrische Steckverbinder kann optional, wenn dieser ein Innenleiterkontaktelement aufweist, auch ein Außenleiterkontaktelement aufweisen, also als geschirmter elektrischer Steckverbinder ausgebildet sein. Der elektrische Steckverbinder kann allerdings auch ausschließlich eines oder mehrere Innenleiterkontaktelement aufweisen.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Kontaktelemente als Außenleiterkontaktelement ausgebildet ist.
Insofern der elektrische Steckverbinder ein Außenleiterkontaktelement aufweist, weist dieser vorzugsweise auch eines oder mehrere Innenleiterkontaktelemente auf. Jeweils eines, mehrere oder alle Innenleiterkontaktelemente können dann von einem Außenleiterkontaktelement umhüllt sein.
Es kann vorgesehen sein, dass die Schutzeinrichtung eine Schutzabdeckung für das wenigstens eine Außenleiterkontaktelement und zumindest eine weitere Schutzabdeckung für eines oder mehrere Innenleiterkontaktelemente des Steckverbinders aufweist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Kontaktelement wenigstens eine Federlasche aufweist.
Vorzugsweise ist das Kontaktelement (beispielsweise ein Innenleiterkontaktelement oder ein Außenleiterkontaktelement) als aus zumindest zwei Federlaschen ausgebildeter Federkorb ausgebildet.
Es können sich allerdings auch noch andere Typen von Kontaktelementen zur Verwendung mit der Erfindung gut eignen. Die Erfindung eignet sich jedoch zur Verwendung mit Kontaktelementen, die eine oder mehrere Federlaschen aufweisen, besonders gut, da derartige Federlaschen mitunter der Gefahr ausgesetzt sein können, bei einem falschen Einstecken des Gegenkontaktelements beschädigt zu werden. Demnach eignet sich die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz derartiger Kontaktelemente besonders vorteilhaft.
Die Stirnfläche, deren axiale Position messtechnisch erfasst werden soll, kann insbesondere aus den vorderen, freien Enden der Federlaschen des Kontaktelements ausgebildet sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung genau eine Zugangsöffnung pro Kontaktelement aufweist.
Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Steckverbinder eine Schutzabdeckung für alle Innenleiterkontaktelemente aufweist, wobei in der Schutzabdeckung für jedes Innenleiterkontaktelement eine Zugangsöffnung zum Durchführen des korrespondierenden Gegenkontaktelements vorgesehen ist.
Bevorzugt ist die Zugangsöffnung koaxial zu dem korrespondierenden Kontaktelement angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann außerdem vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung pro Kontaktelement zumindest einen Messzugang mehr aufweist als das Kontaktelement Federlaschen.
Es kann insbesondere vorgesehen sein, dass mehrere der Messzugänge in Gruppen angeordnet sind, wobei jede der Gruppen einem der Kontaktelemente bzw. einer der Zugangsöffnungen zugeordnet ist.
Insbesondere wenn das Kontaktelement Federlaschen aufweist, kann es Vorkommen, dass das Kontaktelement eine zufällige Orientierung aufweist, in der ein zwischen den Federlaschen bestehender Spalt unmittelbar hinter einem Messzugang positioniert ist. Die Erfassung der axialen Position der Stirnfläche des Kontaktelements durch eben diesen Messzugang hindurch ist dann nicht ohne weiteres möglich. Infolge müsste das Kontaktelement zunächst verdreht werden. Um diesen aktuatorischen Aufwand zu vermeiden, können mehrere Messzugänge vorgesehen sein. Insofern die Anzahl der Messzugänge größer ist als die Anzahl der Federlaschen, ist in jedem Fall zumindest die Erfassung der axialen Position durch einen der Messzugänge hindurch möglich.
Außerdem kann bei Verwendung mehrerer Messzugänge auch eine redundante Messung erfolgen, um die Genauigkeit zu erhöhen (beispielsweise durch Mittelwertbildung der Einzelwerte) oder um bedarfsweise einen Kippwinkel des Kontaktelements zu erfassen.
Auch die Orientierung des Kontaktelements kann gegebenenfalls erfassbar sein. Beispielsweise wenn durch einen oder mehrere der Messzugänge eine Positionserfassung nicht möglich ist, kann darauf geschlossen werden, dass sich hinter diesem Messzugang ein Spalt der Federlaschen befindet. Aus dieser Information kann dann ggf. die aktuelle Orientierung des Kontaktelements bestimmbar sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der wenigstens eine Messzugang ausgebildet und auf der Schutzabdeckung derart angeordnet ist, dass zumindest ein Messabschnitt der Stirnfläche des Kontaktelements entlang der Steckrichtung parallel zu der Längsachse des Kontaktelements durch den Messzugang hindurch für einen taktilen Sensor zugänglich ist. Der wenigstens eine Messzugang kann zu dem Messabschnitt fluchtend angeordnet sein.
Auch eine schräge bzw. winklige Zugangsmöglichkeit für den taktilen Sensor kann allerdings möglich sein. Wesentlich ist, dass der Messzugang dem taktilen Sensor in einer für die Messung geeigneten Weise Zugang zu der Stirnfläche bzw. zu einem für die Messung geeigneten Messabschnitt der Stirnfläche des Kontaktelements ermöglicht.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Messabschnitt ein Abschnitt der Stirnfläche ist, der orthogonal zu der Längsachse des Kontaktelements ausgerichtet ist.
Insbesondere ein orthogonal zur Längsachse des Kontaktelements ausgerichteter Messabschnitt auf der Stirnfläche kann von Vorteil sein, um eine möglichst präzise und fehlerfrei Erfassung der axialen Position zu ermöglichen.
Die Erfindung betrifft auch eine Steckverbindung, aufweisend den Steckverbinder gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, sowie den korrespondierenden Gegensteckverbinder mit dem wenigstens einen Gegenkontaktelement.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Messverfahren für die Montage eines elektrischen Steckverbinders, der zum mechanischen Schutz wenigstens eines Kontaktelements eine Schutzeinrichtung mit einer Schutzabdeckung zur (bereichsweisen, nahezu vollständigen oder vollständigen) Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements aufweist, wobei die Schutzabdeckung eine Zugangsöffnung zum Durchführen eines Gegenkontaktelements eines elektrischen Gegensteckverbinders aufweist, um das Gegenkontaktelement elektrisch und mechanisch mit dem Kontaktelement zu verbinden. Es ist vorgesehen, dass die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements durch einen ergänzend zu der Zugangsöffnung in der Schutzeinrichtung angeordneten Messzugang hindurch messtechnisch erfasst wird, indem die Stirnfläche des Kontaktelements mit einer Messspitze eines Messtasters kontaktiert wird.
Auf vorteilhafte Weise kann somit ein Messverfahren bereitgestellt werden, mit dem die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements auch bei vorhandenem Koshiri-Schutz von vorne messtechnisch erfassbar ist, beispielsweise um das Anschlussmaß zu ermitteln.
Die Messung kann vorzugsweise erfolgen, nachdem das Kontaktelement bereits montiert wurde, insbesondere innerhalb eines Kontaktelementträgers, Steckverbindergehäuses und/oder Außenleiterkontaktelements montiert wurde.
In einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements relativ zu einem benachbarten, stirnseitigen Ende eines Kontaktelementträgers des Steckverbinders oder eines Steckverbindergehäuses des Steckverbinders erfasst wird, um ein Anschlussmaß des Kontaktelements innerhalb des Steckverbinders zu ermitteln.
Insbesondere das sogenannten Anschlussmaß eignet sich vorteilhaft zur Sicherstellung der axialen Position des Kontaktelements innerhalb des zu konfektionierenden bzw. zu montierenden Steckverbinders. Grundsätzlich kann die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements allerdings auch relativ zu weiteren Steckverbinderkomponenten erfasst werden, beispielsweise relativ zu einer Stützhülse oder einer sonstigen Steckverbinderkomponente. Auch die Ermittlung der axialen Position in Bezug zu einem absoluten Koordinatensystem einer entsprechenden Messanordnung kann vorgesehen sein.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements erfasst wird, um eine rotative Orientierung des Kontaktelements innerhalb des Steckverbinders zu ermitteln.
Insbesondere kann die Position von axialen Schlitzen zwischen Federlaschen des Kontaktelements ermittelt werden, um auf die rotative Orientierung des Kontaktelements insgesamt zu schließen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann auch vorgesehen sein, dass die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements erfasst wird, um einen Kippwinkel des Kontaktelements bezogen auf die Längsachse des Steckverbinders zu ermitteln. Auf vorteilhafte Weise kann somit also auch die Koaxiali- tät des Kontaktelements ermittelbar sein.
Beispielsweise kann durch die Ausbildung von drei oder mehr Messzugängen eine Dreipunkt- oder Mehrpunktmessung durchgeführt werden, um eine Schiefstellung des Kontaktelements innerhalb des Kontaktelementträgers zu ermitteln.
Der Kippwinkel des Kontaktelements kann insbesondere durch sequenzielle oder simultane Erfassung der axialen Position durch mehrere Messzugänge hindurch ermittelt werden, wenn sich die jeweils erfassten Längen bzw. Positionen unterscheiden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements durch mehrere Messzugänge der Schutzabdeckung hindurch sequentiell oder simultan ermittelt wird.
Jede der beiden Möglichkeiten kann entsprechende Vorteile bieten. So kann eine sequenzielle Erfassung die Kosten für die entsprechende Messanordnung geringhalten, da bereits eine einzige Sensoranordnung zur Erfassung der axialen Position des Kontaktelements ausreichend sein kann. Gleichwohl kann die Messdauer durch die sequentiellen Messungen erhöht und damit der Durchsatz im Rahmen einer Massenfertigung verringert sein. Eine simultane Erfassung kann die Messdauer hingegen verringern, auf Kosten einer erhöhten Komplexität der Messanordnung.
Die Erfindung betrifft auch ein Montageverfahren für die Montage eines elektrischen Steckverbinders, der zum mechanischen Schutz wenigstens eines Kontaktelements eine Schutzeinrichtung mit einer Schutzabdeckung zur Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements aufweist, wobei die Schutzabdeckung eine Zugangsöffnung zum Durchführen eines Gegenkontaktelements eines elektrischen Gegensteckverbinders aufweist, um das Gegenkontaktelement elektrisch und mechanisch mit dem Kontaktelement zu verbinden.
Im Rahmen des Montageverfahrens kann vorgesehen sein, die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements mittels des vorstehend und nachfolgend beschriebenen Messverfahrens zu erfassen.
Im Rahmen des Montageverfahrens kann außerdem vorgesehen sein, dass die Position, die Orientierung und/oder der Kippwinkel des Kontaktelements in Abhängigkeit von der ermittelten axialen Position der Stirnfläche des Kontaktelements bedarfsweise angepasst wird.
Die Anpassung kann im Rahmen einer Steuerung und/oder Regelung erfolgen. Beispielsweise kann die axiale Position der Stirnfläche des Kontaktelements während der Positionierung des Kontaktelements kontinuierlich ermittelt werden. Die Erfassung der axialen Position der Stirnfläche des Kontaktelements kann allerdings auch nur zu Kontroll- oder Dokumentationszwecken nach der Zustellung erfolgen, beispielsweise um eine einmalige automatische Korrektur auszulösen, um einem Monteur eine manuelle Korrektur der axialen Position nahezulegen oder um den entsprechenden Steckverbinder von der weiteren Bearbeitung auszuschließend.
Die Erfindung betrifft auch eine Messanordnung für die Montage eines elektrischen Steckverbinders, der zum mechanischen Schutz wenigstens eines Kontaktelements eine Schutzeinrichtung mit einer Schutzabdeckung zur (bereichsweisen, nahezu vollständigen oder vollständigen) Abdeckung einer Stirnfläche des Kontaktelements aufweist, wobei die Schutzabdeckung eine Zugangsöffnung zum Durchführen eines Gegenkontaktelements eines elektrischen Gegensteckverbinders aufweist, um das Gegenkontaktelement elektrisch und mechanisch mit dem Kontaktelement zu verbinden. Die Messanordnung weist eine Sensoranordnung auf, zur Erfassung der axialen Position der Stirnfläche des Kontaktelements durch einen ergänzend zu der Zugangsöffnung in der Schutzeinrichtung angeordneten Messzugang hindurch.
Grundsätzlich kann eine beliebige Sensoranordnung vorgesehen sein. Die Sensoranordnung kann beispielsweise einen optischen, kapazitiven oder induktiven Sensor aufweisen. Beispielsweise kann eine Laserabstandsmessung, eine Ultraschallmessung und/oder eine Millimeterwellenmessung vorgesehen sein.
Es ist vorgesehen, dass die Sensoranordnung wenigstens einen taktilen Sensor aufweist.
Der taktile Sensor weist einen Messtaster mit einer Messspitze auf. Die Messspitze des Messtasters ist durch den Messzugang hindurchführbar, um die Stirnfläche des Kontaktelements zur Erfassung deren axialer Position zu kontaktieren.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Querschnitt des Messzugangs dem Querschnitt der Messspitze oder dem Querschnitt des Messtasters entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht.
Vorzugsweise ist der Querschnitt des Messzugangs bzw. die laterale Erstreckung des Messzugangs so bemessen, dass ein leichtgängiges Hindurchführen der Messspitze möglich ist.
Insofern der Querschnitt des Messzugangs dem Querschnitt der Messspitze entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht, kann der Messzugang eine vorteilhafte Führung für die Messspitze bereitstellen und optional auch eine orthogonale Ausrichtung der Messspitze zu der Stirnfläche des Kontaktelements ermöglichen.
Die Messanordnung kann außerdem eine Steuereinrichtung aufweisen, die die mittels der Sensoranordnung erfassten Daten auswertet und gegebenenfalls eine Aktuatoreinrichtung anzusteuern vermag.
Die Steuereinrichtung kann als Mikroprozessor ausgebildet sein. Anstelle eines Mikroprozessors kann auch eine beliebige weitere Einrichtung zur Implementierung der Steuereinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise eine oder mehrere Anordnungen diskreter elektrischer Bauteile auf einer Leiterplatte, eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine sonstige programmierbare Schaltung, beispielsweise auch ein Field Programmable Gate Array (FPGA), eine programmierbare logische Anordnung (PLA) und/oder ein handelsüblicher Computer.
Die Steuereinrichtung kann sich insbesondere zur Durchführung des Messverfahrens für die Montage des elektrischen Steckverbinders eignen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass auf der Steuereinrichtung ein Computerprogramm ausgeführt wird, umfassend Steuerbefehle, die bei der Ausführung des Programms die Steuereinrichtung veranlassen, das Messverfahren durchzuführen.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Montage eines elektrischen Steckverbinders, aufweisend eine Messanordnung gemäß den vorstehenden und nachfolgenden Ausführungen, sowie eine Aktuatoreinrichtung zur axialen Positionierung eines Kontaktelements des Steckverbinders.
Die Aktuatoreinrichtung kann einen oder mehrere Greifereinheiten aufweisen, die das Kontaktelement zum axialen Transport zu fixieren vermögen.
Vorzugsweise ist die Aktuatoreinrichtung mit der Sensoranordnung zum Erfassen der axialen Position der Stirnfläche des Kontaktelements elektrisch verbunden, um die axiale Position des Kontaktelements bedarfsweise anzupassen.
Merkmale, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung, namentlich gegeben durch die erfindungsgemäße Schutzeinrichtung, den Steckverbinder, die Steckverbindung, das Messverfahren, die Messanordnung, das Montageverfahren und die Vorrichtung beschrieben wurden, sind auch für die anderen Gegenstände der Erfindung vorteilhaft umsetzbar. Ebenso können Vorteile, die im Zusammenhang mit einem der Gegenstände der Erfindung genannt wurden, auch auf die anderen Gegenstände der Erfindung bezogen verstanden werden.
Ergänzend sei darauf hingewiesen, dass Begriffe wie "umfassend", "aufweisend" oder "mit" keine anderen Merkmale oder Schritte ausschließen. Ferner schließen Begriffe wie "ein" oder "das", die auf eine Einzahl von Schritten oder Merkmalen hinweisen, keine Mehrzahl von Merkmalen oder Schritten aus - und umgekehrt.
In einer puristischen Ausführungsform der Erfindung kann allerdings auch vorgesehen sein, dass die in der Erfindung mit den Begriffen "umfassend", "aufweisend" oder "mit" eingeführten Merkmale
abschließend aufgezählt sind. Dementsprechend kann eine oder können mehrere Aufzählungen von Merkmalen im Rahmen der Erfindung als abgeschlossen betrachtet werden, beispielsweise jeweils für jeden Anspruch betrachtet. Die Erfindung kann beispielsweise ausschließlich aus den in Anspruch 1 genannten Merkmalen bestehen.
Es sei erwähnt, dass Bezeichnungen wie "erstes" oder "zweites" etc. vornehmlich aus Gründen der Unterscheidbarkeit von jeweiligen Vorrichtungs- oder Verfahrensmerkmalen verwendet werden und nicht unbedingt andeuten sollen, dass sich Merkmale gegenseitig bedingen oder miteinander in Beziehung stehen.
Ferner sei betont, dass die vorliegend beschriebenen Werte und Parameter Abweichungen oder Schwankungen von ±10% oder weniger, vorzugsweise ±5% oder weniger, weiter bevorzugt ±1% oder weniger, und ganz besonders bevorzugt ±0,1% oder weniger des jeweils benannten Wertes bzw. Parameters mit einschließen, sofern diese Abweichungen bei der Umsetzung der Erfindung in der Praxis nicht ausgeschlossen sind. Die Angabe von Bereichen durch Anfangs- und Endwerte umfasst auch all diejenigen Werte und Bruchteile, die von dem jeweils benannten Bereich eingeschlossen sind, insbesondere die Anfangs- und Endwerte und einen jeweiligen Mittelwert.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnungen näher beschrieben.
Die Figuren zeigen jeweils bevorzugte Ausführungsbeispiele, in denen einzelne Merkmale der vorliegenden Erfindung in Kombination miteinander dargestellt sind. Merkmale eines Ausführungsbeispiels sind auch losgelöst von den anderen Merkmalen des gleichen Ausführungsbeispiels umsetzbar und können dementsprechend von einem Fachmann ohne Weiteres zu weiteren sinnvollen Kombinationen und Unterkombinationen mit Merkmalen anderer Ausführungsbeispiele verbunden werden.
In den Figuren sind funktionsgleiche Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
Es zeigen schematisch:
Fig. 1 einen erfindungsgemäßen Steckverbinder mit einer Schutzeinrichtung zum mechanischen Schutz der Innenleiterkontaktelemente des Steckverbinders in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2 eine perspektivische Schnittdarstellung durch einen Kontaktelementträger des Steckverbinders der Figur 1 ;
Fig. 3 eine Vorderansicht der Schutzeinrichtung des Steckverbinders der Figur 1 ;
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Messanordnung während der Erfassung der axialen Position der
Stirnfläche eines in dem Kontaktelementträger des Steckverbinders der Figur 1 aufgenommenen Kontaktelements, in einer Schnittdarstellung entsprechend der Schnittlinie IV der Fig. 3;
Fig. 5 eine weitere erfindungsgemäße Messanordnung zur Erfassung eines Kippwinkels des
Kontaktelements;
Fig. 6 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 7 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
Fig. 9 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel;
Fig. 10 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem sechsten Ausführungsbeispiel;
Fig. 11 eine Vorderansicht einer Schutzeinrichtung gemäß einem siebten Ausführungsbeispiel; und
Fig. 12 ein erfindungsgemäßes Messverfahren.
Figur 1 zeigt einen erfindungsgemäßen elektrischen Steckverbinder 1 in einer perspektivischen Darstellung. Der nur beispielhaft zu verstehende Steckverbinder 1 ist als Kabelsteckverbinder ausgebildet. Grundsätzlich kann sich die Erfindung allerdings auch zur Verwendung mit Adaptersteckverbindern, Leiterplattensteckverbindern oder sonstigen Steckverbindern vorteilhaft eignen.
Der Steckverbinder 1 weist ein elektrisch isolierendes Steckverbindergehäuse 2 auf, mit einem vorderen Ende 3, das zur Kontaktierung mit einem korrespondierenden Gegensteckverbinder (nicht dargestellt) vorgesehen ist. Der Gegensteckverbinder kann entlang einer Steckrichtung S in den Steckverbinder 1 einsteckbar sein. Der Steckverbinder 1 bzw. das Steckverbindergehäuse 2 kann in üblicher Weise Rastelemente, Elemente zur mechanischen Kodierung, etc. aufweisen, worauf vorliegend jedoch nicht näher eingegangen wird.
Beispielhaft weist der dargestellte elektrische Steckverbinder 1 drei Kontaktelemente 4, 5 auf: ein Außenleiterkontaktelement 4 und zwei von dem Außenleiterkontaktelement 4 umhüllte Innenleiterkontaktelemente 5 (vgl. insbesondere auch die Figuren 2 bis 5). Die Erfindung ist hierauf allerdings nicht beschränkt zu verstehen; grundsätzlich kann auch ein ungeschirmter Steckverbinder vorgesehen sein (d. h.
ein Steckverbinder ohne ein Außenleiterkontaktelement 4). Auch die Anzahl Innenleiterkontaktelemente 5 kann grundsätzlich beliebig sein.
Das Außenleiterkontaktelement 4 ist als Federkorb aus mehreren einzelnen Federlaschen 6 ausgebildet und um einen elektrisch isolierenden Kontaktelementträger 7 ringförmig umlaufend angeordnet. Die Innenleiterkontaktelemente 5 sind in dem Kontaktelementträger 7 aufgenommen und weisen in den Ausführungsbeispielen ebenfalls Federlaschen 6 zur Ausbildung eines Federkorbs auf. Beispielhaft weisen die Innenleiterkontaktelemente 5 jeweils genau zwei Federlaschen 6 auf (vgl. beispielsweise Figur 3).
Der Kontaktelementträger 7 ist zur besseren Darstellung separat in Figur 2 in einer perspektivischen Schnittdarstellung durch eines der Innenleiterkontaktelemente 5 gezeigt. Figur 3 zeigt eine vereinfachte Vorderansicht des Kontaktelementträgers 7.
Der elektrische Steckverbinder 1 weist eine Schutzeinrichtung 8 zum mechanischen Schutz der Innenleiterkontaktelemente 5 auf. Die Schutzeinrichtung 8 ist vornehmlich durch eine mit dem Kontaktelementträger 7 einteilig bzw. einstückig ausgebildete Schutzabdeckung 9 gebildet, um eine Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 abzudecken (vgl. insbesondere Figur 4 oder 5). Die Schutzabdeckung 9 der Schutzeinrichtung 8 ist vorzugsweise aus einem elektrisch nicht leitfähigen Material ausgebildet und in Steckrichtung vor dem Innenleiterkontaktelement 5 angeordnet, also vor einem steckerseitigen Bereich des Innenleiterkontaktelements 5. Die dargestellte Schutzeinrichtung 8 ist beispielhaft plattenförmig ausgebildet.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass alternativ oder zusätzlich auch eine Schutzeinrichtung 8 oder Schutzabdeckung 9 für das Außenleiterkontaktelement 4 vorgesehen sein kann, was in den Ausführungsbeispielen zur Vereinfachung jedoch nicht gezeigt ist.
Die Schutzabdeckung 9 weist für jedes der Innenleiterkontaktelemente 5 eine Zugangsöffnung 11 zum Durchführen eines Gegenkontaktelements des Gegensteckverbinders auf, um das Gegenkontaktelement elektrisch und mechanisch mit dem Innenleiterkontaktelement 5 zu verbinden. Die Zugangsöffnung 11 ist koaxial zu dem korrespondierenden Innenleiterkontaktelement 5 angeordnet. Dadurch, dass die Zugangsöffnung 11 einen entsprechend geeigneten Durchmesser aufweist, um zwar die Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 abzudecken, aber dennoch ein Einsteckend des Gegenkontaktelements zu ermöglichen, kann ein schräges oder sonstiges falsches Einstecken des Gegenkontaktelements nicht zu einer Beschädigung der Innenleiterkontaktelemente 5 führen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die vorliegend dargestellte Schutzeinrichtung 8 nur beispielhaft zu verstehen ist. Insbesondere muss die Schutzabdeckung 9 nicht einteilig bzw. einstückig mit dem Kontaktelementträger 7 ausgebildet sein. Die Schutzabdeckung 9 kann beispielsweise auch aus dem Steckverbindergehäuse 2 oder - in Einzelfällen - auch aus dem Außenleiterkontaktelement 4 ausgebildet sein.
Insbesondere im Rahmen der Montage des Steckverbinders 1 kann es erforderlich sein, die axiale Position PA der Stirnfläche 10 eines Kontaktelements 4, 5 messtechnisch zu erfassen, beispielsweise um das so genannte Anschlussmaß A zu ermitteln, also den vorderen Abstand des Kontaktelements 4, 5 von einem vorderen Ende einer das Kontaktelement umgebenden Steckverbinderkomponente, also beispielsweise des Kontaktelementträgers 7 (vgl. Figur 4), des Außenleiterkontaktelements 4 oder des Steckverbindergehäuses 2.
Da die Schutzabdeckung 9 die Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 abdeckt, wird vorgeschlagen, ergänzend zu der Zugangsöffnung 11 wenigstens einen Messzugang 12 in der Schutzabdeckung 9 vorzusehen, durch den die axiale Position PA der Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 schließlich messtechnisch erfassbar ist. Grundsätzlich können hierzu beliebig viele Messzugänge 12 pro Kontaktelement 4, 5 bzw. pro Zugangsöffnung 11 vorgesehen sein, beispielsweise genau ein Messzugang 12, vorzugsweise aber zwei Messzugänge 12, drei Messzugänge 12, vier Messzugänge 12 oder noch mehr Messzugänge 12.
Um sicherzustellen, dass bei einer zufälligen Orientierung des Innenleiterkontaktelements 5 innerhalb des Kontaktelementträgers 7 die axialen Schlitze zwischen den Federlaschen 6 nicht unmittelbar hinter den Messzugängen 12 positioniert sind und damit eine messtechnische Erfassung der Stirnfläche 10 unmöglich machen, kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Schutzabdeckung 9 pro Innenleiterkontaktelement 5 mehr Messzugänge 12 aufweist als das Innenleiterkontaktelement 5 Federlaschen 6. Auf diese Weise kann sichergestellt sein, dass zumindest durch einen der Messzugänge 12 stets die Möglichkeit der Erfassung der Stirnfläche 10 des Kontaktelements 4, 5 bereitgestellt wird.
Die Messzugänge 12 können entlang des Umfangs der Zugangsöffnung 11 verteilt angeordnet sein, insbesondere gleichmäßig voneinander beabstandet, wie in Figur 3 erkennbar. Vorzugsweise ist außerdem vorgesehen, dass die Messzugänge 12 in die Zugangsöffnung 11 übergehen, also mit der Zugangsöffnung 11 eine gemeinsame Öffnung in der Schutzabdeckung 9 bilden. Die Messzugänge 12 können als Schlitze, Nuten oder Bohrungen ausgebildet sein.
Die Figuren 6 bis 11 zeigen verschiedene weitere beispielhafte Schutzabdeckungen 9 mit verschiedenen Messzugängen 12 im Sinne der vorliegenden Erfindung. Dabei soll insbesondere verdeutlicht werden, dass die Anzahl der Messzugänge 12 grundsätzlich beliebig sein kann. Auch ist nicht unbedingt eine gleichmäßige Beabstandung entlang des Umfangs der Zugangsöffnung 11 erforderlich (vgl. beispielsweise Figuren 7, 8 und 11).
In den Figuren 9 und 10 soll dargestellt werden, dass es außerdem nicht erforderlich ist, dass die Messzugänge 12 in die Zugangsöffnung 11 übergehen. Die Messzugänge 12 können grundsätzlich also auch von der Zugangsöffnung 11 beabstandet sein. Auch zeigen die Figuren 3 sowie 6 bis 11 beispielhaft verschiedene geometrische Ausgestaltungen der Messzugänge 12.
Um eine Einführhilfe für beispielsweise einen Messtaster 13 und/oder für das Gegenkontaktelement bereitzustellen, kann optional vorgesehen sein, dass die Zugangsöffnung 11 und/oder der wenigstens eine Messzugang 12 einen trichterförmigen Auffangbereich 14 aufweist (vgl. beispielsweise Figur 2).
Figur 4 zeigt eine beispielhafte Messanordnung 15 für die Montage des elektrischen Steckverbinders 1. Der Kontaktelementträger 7 bzw. die Schutzeinrichtung 8 ist dabei in einer seitlichen Schnittdarstellung gezeigt.
Die Messanordnung 15 weist eine Sensoranordnung 16 zur Erfassung der axialen Position PA der Stirnfläche 10 des Kontaktelements 4, 5 durch den Messzugang 12 hindurch auf. Die lediglich beispielhaft zu verstehende Sensoranordnung 16 umfasst dabei einen taktilen Sensor, im Ausführungsbeispiel einen Messtaster 13 mit einer Messspitze, die durch den Messzugang 12 hindurchgeführt wird, um die Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 zur Erfassung derer axialer Position PA mechanisch zu kontaktieren. Die Zuführung des Messtasters 13 bzw. der Messspitze kann dabei parallel zu der Längsachse L des Innenleiterkontaktelements 5 durch den Messzugang 12 erfolgen, um einen entsprechenden Messabschnitt der Stirnfläche 10 zu kontaktieren. Der Messabschnitt ist vorzugsweise ein Abschnitt der Stirnfläche 10, der orthogonal zu der Längsachse L des Kontaktelements 4, 5 ausgerichtet ist. Auf diese Weise kann selbst im Falle einer radialen Verschiebung der Sensoranordnung 16 dennoch eine genaue Messung erfolgen.
Es kann außerdem von Vorteil sein, wenn der Querschnitt des Messzugangs 12 dem Querschnitt der Messspitze bzw. des Messtasters 13 entspricht oder zumindest im Wesentlichen entspricht, da dann eine geeignete Führung für den Messtaster 13 bzw. für die Messspitze bereitgestellt werden kann.
Insofern die axiale Position PA der Stirnfläche 10 des Innenleiterkontaktelements 5 im Rahmen eines entsprechenden Messverfahrens relativ zu dem benachbarten, stirnseitigen Ende des Kontaktelementträgers 7, des Steckverbindergehäuses 2 oder des Außenleiterkontaktelements 4 erfasst wird, um das Anschlussmaß A des Innenleiterkontaktelements 5 innerhalb des Steckverbinders 1 zu ermitteln, kann grundsätzlich eine Einzelmessung durch einen einzelnen Messzugang 12 ausreichend sein, insofern hinter diesem Messzugang 12 nicht zufälligerweise ein axialer Spalt zwischen den Federlaschen 6 angeordnet ist. In diesem Fall kann somit eine Sensoranordnung 16 mit einem einzelnen Messtaster 13 (oder einem sonstigen Sensor) ausreichend sein. Insofern die Messung nicht erfolgreich ist, kann dann durch einen weiteren Messzugang 12 eine erneute Messung durchgeführt werden.
Bei Verwendung mehrerer Messzugänge 12 kann gegebenenfalls aber auch ein Kippwinkel a des Innenleiterkontaktelements 5 bezogen auf die Längsachse des Steckverbinders 1 ermittelt werden, wie in Figur 5 angedeutet. In Figur 5 ist beispielhaft eine Sensoranordnung 16 mit drei taktilen Sensoren bzw. mit drei Messtastern 13 dargestellt, um eine simultane Messung durch die drei Messzugänge 12 zu ermöglichen. Grundsätzlich kann der Kippwinkel a aber auch durch sequenzielle Erfassung mittels einer Sensoranordnung 16 gemäß Figur 4 erfolgen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass durch eine sequenzielle oder simultane Messung gegebenenfalls auch die rotative Orientierung des Innenleiterkontaktelements 5 innerhalb des Kontaktelementträgers 7 ermittelt werden kann, da gegebenenfalls die Position der axialen Schlitze zwischen den Federlaschen 6 erfassbar sein kann.
Die Messanordnung 15 kann optional eine oder mehrere Aktuatoreinrichtungen aufweisen, um das Kontaktelement 4, 5 oder die Kontaktelemente 4, 5 oder sonstige Steckverbinderkomponenten des Steckverbinders 1 relativ zueinander zu positionieren. Eine Aktuatoreinrichtung ist in den Figuren jedoch nicht dargestellt.
Beispielhaft ist ein Messverfahren für die Montage des elektrischen Steckverbinders 1 in Figur 12 angedeutet. Das Messverfahren umfasst zumindest den primären Verfahrensschritt Vi, wonach die axiale Position PA der Stirnfläche 10 des Kontaktelements 4, 5 durch den ergänzend zu der Zugangsöffnung 11 in der Schutzeinrichtung 8 angeordneten Messzugang 12 hindurch messtechnisch erfasst wird. Optional kann in einem vorhergehenden Verfahrensschritt Vo das Kontaktelement 4, 5 innerhalb des Kontaktelementträgers 7 positioniert werden. Wiederum optional kann nach der Erfassung der axialen Position PA der Stirnfläche 10 des Kontaktelements 4, 5 in einem anschließenden Verfahrensschritt V2 eine Korrektur der axialen Position PA, ein Aussortieren des Steckverbinders 1 , eine Handlungsanweisung an einen Monteur oder eine Dokumentation vorgesehen sein.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können auch noch weitere Verfahrensschritte vorgesehen sein. Das im Rahmen der Figur 12 beschriebene Ablaufdiagramm ist lediglich beispielhaft zu verstehen.