DE102020210287B4 - Electrical contact system - Google Patents
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Abstract
Elektrisches Kontaktierungssystem mit einem Kontaktgehäuse (1) als ersten Steckpartner und einer Geräteaufnahme (5) als zweiten Steckpartner, die in einer Steckrichtung (S) sowie mit einer Steckkraft (F) in Steckverbindung bringbar sind, wobei das Kontaktgehäuse (1) und/oder die Gehäuseaufnahme (5) eine Einführhilfe (23, 43) aufweisen, die einen positionsgenauen, automatischen Steckvorgang bis Erreichen der Steckverbindung unterstützt, und wobei das Kontaktgehäuse (1) an seiner der Steckseite (7) in Steckrichtung (S) gegenüberliegenden Kopfseite (29) eine Greiferaufnahme aufweist, die in Eingriff mit einem robotergestützten Greifer (41) bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgehäuse (1) einen quaderförmigen Gehäuse-Grundkörper (19) aufweist, und dass die Greiferaufnahme einen Gehäusesockel (31) aufweist, der von der Kopfseite (29) des quaderförmigen Gehäuse-Grundkörpers (19) vorragt.Electrical contacting system with a contact housing (1) as the first plug-in partner and a device receptacle (5) as the second plug-in partner, which can be plugged in in a plug-in direction (S) and with a plug-in force (F), the contact housing (1) and/or the Housing receptacle (5) have an insertion aid (23, 43) which supports a precisely positioned, automatic plug-in process until the plug-in connection is reached, and the contact housing (1) on its head side (29) opposite the plug-in side (7) in the plug-in direction (S) has a has a gripper mount which can be brought into engagement with a robot-supported gripper (41), characterized in that the contact housing (1) has a cuboid housing base body (19) and in that the gripper mount has a housing base (31) which can be viewed from the head side (29) of the cuboid housing body (19) protrudes.
Description
Die Erfindung betrifft ein elektrisches Kontaktierungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an electrical contacting system according to the preamble of
Im Fahrzeugbau sind elektrische Leitungen über elektrische Kontaktierungssysteme mit elektronischen Bauteilen, etwa einem Steuergerät oder einem Batteriezellmodul, in elektrischer Verbindung.In vehicle construction, electrical lines are electrically connected to electronic components, such as a control unit or a battery cell module, via electrical contacting systems.
Ein beispielhaftes elektrisches Kontaktierungssystem weist ein Kontaktgehäuse als ersten Steckpartner und eine Geräteaufnahme als zweiten Steckpartner auf. Diese sind in einer Steckrichtung sowie mit einer Steckkraft in Steckverbindung bringbar.An exemplary electrical contacting system has a contact housing as the first plug-in partner and a device receptacle as the second plug-in partner. These can be plugged into a plug-in connection in a plug-in direction and with a plug-in force.
Derzeit wird das elektrische Kontaktierungssystem in der Fahrzeugmontage manuell verbaut. Im manuellen Verbau-Prozess können teilweise Halb- oder Fehlsteckungen auftreten, die zu einer Nachbearbeitung in der Fertigung, zu Feldausfällen oder zu Liegenbleibern führen können. Um dies zu vermeiden, muss der Werker im Verbau-Prozess in aufwendiger Weise Arbeitsanweisungen einhalten, wobei die Kontrolle des im Fahrzeug verbauten elektrischen Kontaktierungssystems im Vier-Augen-Prinzip erfolgt.The electrical contacting system is currently installed manually in vehicle assembly. In the manual shoring process, partial mating or incorrect mating can occur, which can lead to reworking in production, to field failures or to broken parts. In order to avoid this, the worker must comply with work instructions during the installation process, whereby the electrical contacting system installed in the vehicle is checked according to the four-eyes principle.
Aus der
Aus der
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein elektrisches Kontaktierungssystem bereitzustellen, das in fertigungstechnisch einfacher Weise betriebssicher im Fahrzeug verbaubar ist.The object of the invention is to provide an electrical contacting system that can be reliably installed in the vehicle in a simple manner in terms of production technology.
Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of
Gemäß dem Anspruch 1 werden das Kontaktgehäuse und/oder die Geräteaufnahme mit einer Einführhilfe versehen. Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Einführhilfe kann ein positionsgenauer Steckvorgang bis Erreichen einer einwandfreien Steckverbindung unterstützt werden. Bevorzugt kann der Steckvorgang nicht mehr manuell, sondern robotergestützt bzw. automatisiert erfolgen.According to
In einer technischen Umsetzung weist die Geräteaufnahme die folgende Bauteilgeometrie auf: So kann die Geräteaufnahme eine über einen Einführquerschnitt nach außen offene Vertiefung in einer Geräte-Außenseite sein. Die Vertiefung ist durch zumindest eine Seitenwand begrenzt. Diese kann, entgegen der Steckrichtung, an einer Aufnahme-Randkante in eine Geräte-Außenseite übergehen. Bevorzugt kann die erfindungsgemäße Einführhilfe im Bereich der Aufnahme-Randkante der Geräteaufnahme ausgebildet sein.In a technical implementation, the device holder has the following component geometry: The device holder can be a recess in the outside of the device that is open to the outside via an insertion cross section. The depression is delimited by at least one side wall. Opposite to the insertion direction, this can merge into a device outside at a receiving edge. Preferably, the insertion aid according to the invention can be formed in the area of the receptacle edge of the device receptacle.
Im Hinblick auf einen einwandfreien Steckvorgang ist es bevorzugt, wenn, in der Steckrichtung betrachtet, die Aufnahme-Seitenwand unterteilt ist in einen gehäuseinneren Wandabschnitt, der planparallel zur Steckrichtung ausgerichtet ist, und in einen gehäuseäußeren, schräggestellten Wandabschnitt, der die Einführhilfe bildet. Der schräggestellte Wandabschnitt wirkt in diesem Fall als eine Einführschräge. Diese kann bevorzugt ebenflächig ausgebildet sein und sich in der Steckrichtung zwischen der Aufnahme-Randkante und der gehäuseinneren Übergangskante ebenflächig erstrecken.With regard to a smooth plug-in process, it is preferred if, viewed in the plug-in direction, the receiving side wall is divided into a housing-inner wall section, which is aligned plane-parallel to the plug-in direction, and a housing-outside, inclined wall section, which forms the insertion aid. In this case, the inclined wall section acts as an insertion bevel. This can preferably be flat and extend in the plug-in direction between the receiving edge and the transition edge inside the housing.
Mit Hilfe des als Einführschräge wirkenden gehäuseäußeren Wandabschnitts wird der Einführquerschnitt der Geräteaufnahme entgegen der Steckrichtung bis zur Aufnahme-Randkante hin (quer zur Steckrichtung) aufgeweitet.With the help of the outer housing wall section acting as an insertion bevel, the insertion cross section of the device receptacle is widened counter to the plug-in direction up to the receptacle edge (transverse to the plug-in direction).
Die Geräteaufnahme weist zumindest einen oder mehrere Kontaktstifte auf, die mit entsprechenden Gegenkontaktpunkten (Steckhülsen) im Kontaktgehäuse in elektrischem Kontakt sind, sofern eine einwandfreie Steckverbindung vorliegt.The device receptacle has at least one or more contact pins, which are in electrical contact with corresponding mating contact points (receptacles) in the contact housing, provided there is a proper plug-in connection.
Die als Vertiefung realisierte Geräteaufnahme kann durch insgesamt vier Aufnahme-Seitenwände begrenzt sein. Diese können an vier Inneneckbereichen in der Regel rechtwinklig zusammenlaufen. Die als Vertiefung realisierte Geräteaufnahme kann einen von der Geräte-Außenseite um eine Einstecktiefe zurückgesetzten Boden aufweisen, von dem die vier Aufnahme-Seitenwände hochgezogen sind.The device mount realized as a depression can be limited by a total of four mount side walls. These can usually converge at right angles in four inner corner areas. The device receptacle realized as a recess can have a base that is set back from the outside of the device by an insertion depth and from which the four receptacle side walls are pulled up.
Im Hinblick auf eine Bauteil-Stabilität ist es bevorzugt, wenn das Kontaktgehäuse einen quaderförmigen Gehäuse-Grundkörper aufweist. Dessen Bauteil-Geometrie ist so ausgelegt, dass die Gehäuse-Seitenwände beim Steckvorgang mit geringfügigem Bewegungsspiel an den Aufnahme-Seitenwänden der Geräteaufnahme vorbeigeführt werden können, und zwar bis Erreichen der Steckverbindung.With regard to component stability, it is preferred if the contact housing has a cuboid housing base body. Its component geometry is designed in such a way that the side walls of the housing can be guided past the side walls of the device holder with minimal movement during the plugging process, until the plug connection is reached.
Bevorzugt kann das Kontaktgehäuse an seiner, mit der Geräteaufnahme zusammenwirkenden Steckseite eine Anfasung aufweisen, die ebenfalls als Einführhilfe wirkt. Zur Realisierung der Anfasung kann zumindest eine der Gehäuse-Seitenwände, insbesondere sämtliche Gehäuse-Seitenwände, in der Steckrichtung betrachtet in einen schräggestellten Fasen-Wandabschnitt übergehen. Durch den schräggestellten Fasen-Wandabschnitt wird der Gehäuse-Querschnitt des Kontaktgehäuses in der Steckrichtung bis zur Gehäuse-Steckseite verjüngt.The contact housing can preferably have a chamfer on its mating side that interacts with the device receptacle acts as an insertion aid. To implement the chamfering, at least one of the housing side walls, in particular all of the housing side walls, can merge into an inclined chamfered wall section when viewed in the plug-in direction. The housing cross-section of the contact housing is tapered in the plug-in direction up to the plug-in side of the housing due to the inclined chamfered wall section.
Bevorzugt ist es, wenn der Verbau des elektrischen Kontaktierungssystems vollautomatisiert mit Hilfe eines Roboters erfolgt. Vor diesem Hintergrund kann das Kontaktgehäuse eine Greifer-Schnittstelle aufweisen, über die ein am distalen Roboterarm-Ende angeordneter Greifer das Kontaktgehäuse greifen kann.It is preferred if the installation of the electrical contacting system takes place fully automatically with the aid of a robot. Against this background, the contact housing can have a gripper interface via which a gripper arranged at the distal end of the robot arm can grip the contact housing.
Erfindungsgemäß ist die am Kontaktgehäuse ausgebildete Greifer-Schnittstelle als eine Greiferaufnahme realisiert. Diese ist an einer, der Gehäuse-Steckseite gegenüberliegenden Kopfseite des Kontaktgehäuses ausgebildet. Die Greiferaufnahme weist einen Gehäusesockel auf, der von der Kopfseite des quaderförmigen Gehäuse-Grundkörpers abragt. Der Gehäusesockel kann die jeweils beidseitig quer zur Steckrichtung zusammen mit der Kopfseite des quaderförmigen Grundkörpers jeweils einen Inneneckbereich aufspannen. Zum Greifen des Kontaktgehäuses kann der Greifer mit je einem Greiferfinger in den jeweiligen Inneneckbereich des Konturgehäuses einfahren. Die beiden Greiferfinger können dann den Gehäusesockel zwischenklemmen. Im Hinblick auf ein betriebssicheres Greifen ist es bevorzugt, wenn der Gehäusesockel an seiner jeweiligen, den Greiferfinger zugewandten Sockelseite eine Formschlusskontur, insbesondere eine Vertiefung, aufweist, in die der Greiferfinger formschlüssig einfahrbar ist. Auf diese Weise ist der Greifer sowohl in Klemmverbindung (Kraftschluss) als auch in Formschlussverbindung mit dem Gehäusesockel des Kontaktgehäuses.According to the invention, the gripper interface formed on the contact housing is implemented as a gripper receptacle. This is formed on a head side of the contact housing opposite the plug-in side of the housing. The gripper receptacle has a housing base that protrudes from the head side of the cuboid housing base body. The housing base can in each case span an inner corner area on both sides transversely to the plug-in direction together with the head side of the cuboid base body. To grip the contact housing, the gripper can move into the respective inner corner area of the contoured housing with one gripper finger each. The two gripper fingers can then clamp the housing base between them. With regard to operationally reliable gripping, it is preferred if the housing base has a form-fitting contour, in particular a recess, on its respective base side facing the gripper fingers, into which the gripper finger can be inserted in a form-fitting manner. In this way, the gripper is both in a clamping connection (frictional connection) and in a positive connection with the housing base of the contact housing.
Mittels der beiden Greiferfinger kann zudem auch die erforderliche Steckkraft ausgeübt werden, um eine einwandfreie Steckverbindung zwischen dem Kontaktgehäuse und der Geräteaufnahme zu erzielen. Alternativ dazu kann der Greifer (unabhängig von den Greiferfingern) einen Schieber aufweisen, der eine Steckkraft auf die Oberseite des Gehäusesockels ausübt.The required insertion force can also be exerted by means of the two gripper fingers in order to achieve a perfect connection between the contact housing and the device receptacle. As an alternative to this, the gripper (independent of the gripper fingers) can have a slide which exerts an insertion force on the upper side of the housing socket.
Nachfolgend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.An exemplary embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying figures.
Es zeigen
-
1 in einer perspektivischen Darstellung ein verbautes elektrisches Kontaktierungssystem zwischen einem Kontaktgehäuse und einer Geräteaufnahme eines elektronischen Bauteils; -
2 in einer Ansicht entsprechend der1 eine Explosionsdarstellung, bei der das Kontaktgehäuse von der Geräteaufnahme demontiert ist; und -
3 eine Seitenansicht, anhand der ein Steckvorgang veranschaulicht ist.
-
1 in a perspective view, a built-in electrical contacting system between a contact housing and a device receptacle of an electronic component; -
2 in a view according to the1 an exploded view, in which the contact housing is dismantled from the device holder; and -
3 a side view, on the basis of which a plug-in process is illustrated.
In der
Gemäß der
Wie aus der
In den Figuren weist das Kontaktgehäuse 1 an seiner von der Gehäuse-Steckseite 7 gegenüberliegenden Seite einen Gehäusesockel 31 auf, der von der Kopfseite 29 des quaderförmige Gehäuse-Grundkörpers 19 nach oben abragt. Der Gehäusesockel 31 spannt zusammen mit der Grundkörper-Kopfseite 29 (beidseitig des Gehäusesockels 31) jeweils einen Inneneckbereich 33 auf. Zudem sind in Sockelwänden 35 des Gehäusesockels 31 später beschriebene Vertiefungen 37 ausgebildet, in die jeweils ein Greiferfinger 39 eines robotergestützten Greifers 41 in Eingriff bringbar ist.In the figures, the
Zudem weist das Kontaktgehäuse 1 an seiner, der Geräteaufnahme 5 zugewandten Steckseite 7 eine Anfasung 43 auf, die als eine zusätzliche Einführhilfe wirkt. In den
Im Verbau-Prozess erfolgt der Steckvorgang vollautomatisch mit Hilfe des robotergestützten Greifers 41. Der Greifer 41 fährt zunächst mit seinen beiden Greiferfingern 39 in die beiden Inneneckbereiche 33 des Kontaktgehäuses 1 ein. Anschließend wird der Gehäusesockel 31 zwischen den beiden Greiferfingern 39 zwischengeklemmt. Beim Klemmvorgang werden zudem die beiden Greiferfinger 39 in Formschlussverbindung in die seitlichen Vertiefungen 37 des Gehäusesockels 31 eingefahren.In the assembly process, the plugging process takes place fully automatically with the aid of the robot-assisted
Anschließend wird das Kontaktgehäuse 1 lagerichtig über der Geräteaufnahme 5 positioniert. Im folgenden Steckvorgang wird das Kontaktgehäuse 1 in der Steckrichtung S in die Geräteaufnahme 5 des elektronischen Geräts 4 eingefahren bis die Steckverbindung hergestellt ist.The
BezugszeichenlisteReference List
- 11
- Kontaktgehäusecontact housing
- 33
- elektrische Leitungelectrical line
- 44
- elektronisches Bauteilelectronic component
- 55
- Geräteaufnahmedevice recording
- 77
- Kontaktgehäuse-SteckseiteContact housing mating side
- 99
- Geräte-Außenseitedevice exterior
- 1111
- BodenFloor
- 1313
- Aufnahme-Seitenwändeintake sidewalls
- 1515
- Aufnahme-Randkantepick-up edge
- 1717
- Kontaktstiftecontact pins
- 1919
- quaderförmiger Grundkörpersquare body
- 2121
- gehäuseinnerer Wandabschnitthousing inner wall section
- 2323
- gehäuseäußerer Wandabschnitthousing outer wall section
- 2525
- Übergangskantetransition edge
- 2727
- Gehäuse-Seitenwändehousing side panels
- 2929
- Kontaktgehäuse-KopfseiteContact housing head side
- 3131
- Gehäusesockelhousing base
- 3333
- Inneneckbereichinside corner area
- 3535
- Sockelseitebase side
- 3737
- Vertiefungdeepening
- 3939
- Greiferfingergripper fingers
- 4141
- Greifergripper
- 4343
- Anfasungchamfering
- 4545
- Fasen-Wandabschnittchamfer wall section
- ss
- Bewegungsspielmotion game
- SS
- Steckrichtungmating direction
- Ff
- Steckkraftinsertion force
- α, βα, β
- Winkelangle
- EE
- Einführquerschnittinsertion cross section
- tt
- Stecktiefeplug depth
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Legal Events
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