-
Gebiet der Erfindung
-
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Steckverbinder und ein System zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung.
-
Technischer Hintergrund
-
Steckverbinder finden als solche breite Anwendung bei Gesamtfahrzeugen oder Motoren. Als Gehäusematerial hierfür werden üblicherweise Kunststoffe verwendet und der Anschluss ist aus einem metallischen Werkstoff und mit verschiedenen Beschichtungen versehen. Die verschiedenen elektronischen Bauteile in einem Gesamtfahrzeug oder in einem Motor sind über Kabelbäume miteinander verbunden und weisen daher jeweils einen Steckverbinder auf, der in Hinsicht auf Abmessung und Material auf einen an dem jeweils zugeordneten Kabelbaum vorgesehenen Gegensteckverbinder abgestimmt sein muss. Ansonsten würde es zum Fehlschlagen des Steckvorgangs oder zu einer schlechten Steckverbindung, wie beispielsweise einem zu großen Kontaktwiderstand bzw. einem unerwarteten Kontaktausfall, kommen.
-
Bei praktischer Anwendung führen schlechte Steckverbindungen häufig zu Störungen bei einem Gesamtfahrzeug oder einem Motor, welche jedoch oft als Störungen der jeweils angeschlossenen Bauteile auftreten und sich daher nur mit großem Arbeits- und Zeitaufwand finden und beheben lassen. Dies führt dazu, dass die eigentliche Fehlerursache nicht leicht zu bestimmen ist. Darüber hinaus wird bei den bisher bekannten Steckverbindern weder Überwachung der Steckverbindung durchgeführt, noch Warnmeldung bei eventuellem Kontaktausfall ausgegeben. Mit den aus dem Stand der Technik bekannten Ausgestaltungen ist also keine Überprüfung der Festigkeit der Steckverbindung eines Steckverbinders zu erwarten.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Steckverbinder sowie ein System und ein Verfahren zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung anzubieten, welche eine Überprüfung der Festigkeit der Steckverbindung eines Steckverbinders erlaubt, was im bisherigen Stand der Technik noch nicht möglich ist.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Steckverbinder gelöst, der zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinder dient und ein Gehäuse und einen Anschluss umfasst. Zusätzlich hierzu umfasst der Steckverbinder einen druckempfindlichen Sensor, welcher ein Spannungssignal aufgrund eines Drucks von dem Anschluss beim Herstellen einer guten Steckverbindung zwischen dem Steckverbinder und dem Gegensteckverbinder generiert.
-
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe weiter durch ein System zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung gelöst, das den oben beschriebenen Steckverbinder und eine Beurteilungseinrichtung umfasst, wobei die Beurteilungseinrichtung mit dem druckempfindlichen Sensor verbunden ist und zum Empfang des Spannungssignals und zum Beurteilen eines Zustands der Steckverbindung des Steckverbinders anhand des Spannungssignals dient.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden näheren Beschreibung von konkreten Ausführungsformen.
-
Darstellung der Abbildungen
-
Die anliegenden Zeichnungen dienen als Teil der Beschreibung zum besseren Verständnis der Erfindung in Kombination mit den nachstehenden konkreten Ausführungsformen, ohne dabei die Erfindung einzuschränken. Dabei zeigen:
-
1 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steckverbinders,
-
2 den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steckverbinders in eingestecktem Zustand,
-
3 in schematischer Darstellung die Ausgangskennlinie eines druckempfindlichen Sensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
-
4 in schematischer Darstellung ein System zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und
-
5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Konkrete Ausführungsformen
-
Im Folgenden werden konkrete Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es versteht sich, dass die hier geschilderten konkreten Ausführungsformen lediglich dem Zweck der Veranschaulichung und Erläuterung der Erfindung dienen und keine Einschränkung der Erfindung darstellen.
-
1 zeigt den schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Steckverbinders. Wie in 1 dargestellt ist, dient der Steckverbinder 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung zur Verbindung mit einem Gegensteckverbinder (nicht dargestellt) und umfasst ein Gehäuse 10 und einen Anschluss 20. Zusätzlich hierzu umfasst der Steckverbinder 100 einen druckempfindlichen Sensor 30, auf den beim Herstellen einer guten Steckverbindung zwischen Steckverbinder 100 und Gegensteckverbinder von dem Anschluss 20 ein Druck so ausgeübt wird, dass ein Spannungssignal entsteht.
-
Durch das Vorsehen eines druckempfindlichen Sensors 30 in dem Steckverbinder 100, auf den der Anschluss beim Herstellen einer guten Steckverbindung zwischen Steckverbinder 100 und Gegensteckverbinder einen Druck so ausübt, dass ein Spannungssignal erzeugt wird, kann anhand des durch den druckempfindlichen Sensor 30 erzeugten Spannungssignals ein Zustand der Steckverbindung des Steckverbinders 100 beurteilt und dadurch festgestellt werden, ob die Steckverbindung des Steckverbinders 100 fest ist.
-
Mit dem oben beschriebenen Steckverbinder 100 kann nicht nur eine Verbindung zwischen z. B. dem Grundkörper verschiedener Bauteile in einem Gesamtfahrzeug oder in einem Motor und dem Gegensteckverbinder an dem jeweils zugeordneten Kabelbaum hergestellt, sondern auch die Festigkeit der Steckverbindung überprüft werden. Dabei kann der Grundkörper eines Bauteils auf im Stand der Technik gewöhnliche Weise mit dem Steckverbinder 100 mechanisch verbunden sein. Diesbezüglich liegt erfindungsgemäß keine Einschränkung vor.
-
In einer Ausführungsform weist der Anschluss 20 eine elastische Struktur auf, die im nicht elastisch verformten Zustand um einen vorgegebenen Abstand von dem druckempfindlichen Sensor 30 beabstandet ist (in der Darstellung gemäß 1 befindet sich der Anschluss 20 in seiner Ausgangsstellung und hat keine elastische Verformung) und im elastisch verformten Zustand derart gegen den druckempfindlichen Sensor 30 drückt, dass von diesem ein Spannungssignal erzeugt wird (in der Darstellung gemäß 2 wird der Anschluss 20 zusammengepresst und verformt sich dabei elastisch).
-
Des Weiteren kann der Anschluss aus einem metallischen Werkstoff angefertigt sein, wobei die Außenfläche je nach dem Bauteil, bei welchem der Anschluss zum Einsatz kommt, mit verschiedenen Beschichtungsmaterialien beschichtet sein kann. Weiterhin können ein oder mehrere Anschlüsse 20 vorgesehen sein und der druckempfindliche Sensor 30 kann in einer der Anzahl des Anschlusses 20 entsprechenden Anzahl bereitgestellt werden. Diesbezüglich liegt erfindungsgemäß keine Einschränkung vor.
-
Bei der elastischen Struktur kann es sich um eine gebogene Struktur handeln, die im nicht elastisch verformten Zustand Z- oder N-förmig ausgebildet ist (siehe 1). Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass diese nur beispielhafte Beschreibung der elastischen Struktur keine Einschränkung der Erfindung darstellt.
-
In einer Ausführungsform umfasst der Steckverbinder 100 ferner eine Ankerplatte 40 zum Befestigen des druckempfindlichen Sensors 30, wobei ein dem Gegensteckverbinder abgewandtes Ende des Anschlusses 20 an der Ankerplatte 40 befestigt ist (siehe 1).
-
Wie 3 zu entnehmen ist, erzeugt der druckempfindliche Sensor 30 eine sich linear mit dem Ansteigen der vom Anschluss 20 ausgeübten Druckkraft erhöhende Spannung. Aus 3 geht eine schematische Darstellung der Ausgangskennlinie des druckempfindlichen Sensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung hervor, wobei auf der Ordinatenachse eine Ausgangsspannung von bis zu 5 V und auf der Abszissenachse eine äußere Kraft F (nämlich die vom Anschluss 20 ausgeübte Druckkraft) aufgetragen ist.
-
4 zeigt in schematischer Darstellung ein System zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Wie aus 4 ersichtlich ist, schlägt die Erfindung ferner ein System zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung vor. Dieses System umfasst einen Steckverbinder 100 gemäß der vorangehend erläuterten Ausführungsform und eine Beurteilungseinrichtung 50, die mit dem druckempfindlichen Sensor 30 verbunden ist und zum Empfang des Spannungssignals und zum Beurteilen eines Zustands der Steckverbindung des Steckverbinders 100 anhand des Spannungssignals dient.
-
Aufgrund der Verbindung zwischen Beurteilungseinrichtung 50 und druckempfindlichem Sensor 30 ist die Beurteilungseinrichtung 50 in der Lage, anhand des durch den druckempfindlichen Sensor 30 erzeugten Spannungssignals einen Zustand der Steckverbindung des Steckverbinders zu beurteilen und dadurch festzustellen, ob die Steckverbindung des Steckverbinders fest ist.
-
Dabei kann die Beurteilungseinrichtung 50 ein Chip sein, der im Grundkörper eines Bauteils eingebaut, wie etwa auf einer Leiterplatte innerhalb des Grundkörpers des Bauteils angeordnet, ist. Alternativ dazu kann die Beurteilungseinrichtung 50 auch getrennt vom Grundkörper eines Bauteils angeordnet sein.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Beurteilen eines Zustands der Steckverbindung des Steckverbinders 100 anhand des Spannungssignals das Beurteilen, ob die durch das Spannungssignal repräsentierte Spannung größer als eine vorbestimmte Spannung ist, und das Feststellen einer guten Steckverbindung des Steckverbinders 100 bei positivem Ergebnis oder einer schlechten Steckverbindung des Steckverbinders 100 bei negativem Ergebnis.
-
Von der Verarbeitungseinrichtung 50 kann beim Feststellen einer guten Steckverbindung des Steckverbinders 100 ein Signal „0” und ansonsten ein Signal „1” erzeugt und ausgegeben werden.
-
Hierbei lässt sich die vorbestimmte Spannung entsprechend den tatsächlichen Gegebenheiten einstellen. In den erfindungsgemäßen Ausführungsformen kann die vorbestimmte Spannung 4,65 V (vgl. F2 in 3) betragen. Den Fachleuten auf diesem Gebiet wird klar sein, dass die nur beispielhafte Darstellung in 3 die vorliegende Erfindung keineswegs einschränkt.
-
Überdies wird dann, wenn die Spannung auch noch kleiner als eine Mindestspannung (wie z. B. F1 in 3, F1 = 0,4 V) ist, festgestellt, dass sich der Steckverbinder 100 in nicht eingestecktem Zustand befindet. Dabei ist vorgesehen, dass die Mindestspannung kleiner als die vorbestimmte Spannung ist.
-
In einer Ausführungsform umfasst das System ferner eine Verarbeitungseinrichtung 60, die mit der Beurteilungseinrichtung 50 verbunden ist und zur Ausgabe einer Warnmeldung dient, wenn durch die Beurteilungseinrichtung 50 eine schlechte Steckverbindung des Steckverbinders 100 festgestellt wird. Auf diese Weise kann rechtzeitig vor einer schlechten Steckverbindung des Steckverbinders 100 gewarnt werden, um den Wirkungsgrad einer Fehlersuche bzw. -behebung zu erhöhen.
-
Dabei ist die Verarbeitungseinrichtung 60 aufgrund der Verbindung mit der Beurteilungseinrichtung 50 in der Lage, das von der Beurteilungseinrichtung 50 ausgegebene Signal „0” oder „1” zu empfangen. Dabei bleibt die Verarbeitungseinrichtung 60 bei Empfang des Signals „0” unbetätigt und kann bei Empfang des Signals „1” eine Warnmeldung ausgeben und gleichzeitig einen Fehlercode erzeugen. Dieser Fehlercode kann in einem Speicher z. B. der Verarbeitungseinrichtung 60 gespeichert sein, um zur späteren Fehleranalyse eingesetzt zu werden.
-
Weiterhin können die Verarbeitungseinrichtung 60 und die Beurteilungseinrichtung 50 als bauliche Einheit in dem Grundkörper eines Bauteils oder getrennt vom Grundkörper eines Bauteils angeordnet sein. Alternativ dazu können sie auch voneinander getrennt in dem Grundkörper eines Bauteils oder jeweils getrennt vom Grundkörper eines Bauteils angeordnet sein.
-
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
Wie sich aus 5 ergibt, stellt die Erfindung ferner ein Verfahren zur Überprüfung der Festigkeit einer Steckverbindung bereit, das folgende Schritte umfasst:
- – S400, Empfang eines durch den druckempfindlichen Sensor des Steckverbinders gemäß der vorangehend erläuterten Ausführungsform erzeugten Spannungssignals und
- – S402, Beurteilen eines Zustands der Steckverbindung des Steckverbinders anhand des Spannungssignals.
-
Anhand des durch den druckempfindlichen Sensor erzeugten Spannungssignals kann ein Zustand der Steckverbindung des Steckverbinders beurteilt und dadurch festgestellt werden, ob die Steckverbindung des Steckverbinders fest ist.
-
Bei diesem Verfahren umfasst der Schritt S402 folgende Schritte:
- – S4020, Beurteilen, ob die durch das Spannungssignal repräsentierte Spannung größer als eine vorbestimmte Spannung ist, und Ausführen des Schritt S4022 bei positivem Ergebnis oder des Schritt S4024 bei negativem Ergebnis;
- – S4022, Feststellen einer guten Steckverbindung des Steckverbinders;
- – S4024, Feststellen einer schlechten Steckverbindung des Steckverbinders.
-
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren ferner einen Schritt S404 zur Ausgabe einer Warnmeldung beim Feststellen einer schlechten Steckverbindung des Steckverbinders. Dadurch kann rechtzeitig vor einer schlechten Steckverbindung des Steckverbinders gewarnt werden, um den Wirkungsgrad einer Fehlersuche bzw. -behebung zu erhöhen.
-
Bisher wurden anhand beigefügter Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert, die nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen sind. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche einfache Variationen der erfindungsgemäßen Ausgestaltungen möglich, welche in den Schutzumfang der Erfindung fallen.
-
Ferner wird angemerkt, dass sich die einzelnen in den obenstehenden konkreten Ausführungsformen dargestellten Merkmale, soweit dadurch kein Widerspruch entsteht, auf beliebige geeignete Weise miteinander kombinieren lassen. Auf die möglichen Kombinationen wird hier nicht mehr eingegangen, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.
-
Darüber hinaus ist auch eine beliebige Kombination der verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung untereinander denkbar. Die daraus resultierenden Kombinationen, welche nicht von den Grundideen der Erfindung abweichen, sind ebenfalls von dieser Offenbarung umfasst.
