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Dokumentenidentifikation DE102006028923A1 27.12.2007
Titel Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen eines im Kontaktgehäuse einer elektrischen Steckverbindung verrasteten Kontakts
Anmelder Robert Bosch GmbH, 70469 Stuttgart, DE
Erfinder Philipp, Eckhardt, 71701 Schwieberdingen, DE
DE-Anmeldedatum 23.06.2006
DE-Aktenzeichen 102006028923
Offenlegungstag 27.12.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.12.2007
IPC-Hauptklasse G01R 31/02(2006.01)A, F, I, 20060623, B, H, DE
IPC-Nebenklasse H01R 13/42(2006.01)A, L, I, 20060623, B, H, DE   H01R 43/20(2006.01)A, L, I, 20060623, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung (30) mit einem Kontaktgehäuse (1) für eine elektrische Steckverbindung, welches mindestens eine Kontaktkammer (2) zum Aufnehmen eines durch eine Bestücköffnung (3) in die Kontaktkammer (2) einsteckbaren Kontaktkörpers (4), einen seitlich in die Kontaktkammer (2) hineinragenden, elastisch auslenkbaren Verrastungsarm (5) zur Verrastung des Kontaktkörpers (4) in seiner Endposition in der Kontaktkammer (2) und mindestens eine Zugangsöffnung (14) auf der der Bestückungsöffnung (3) gegenüberliegenden Seite aufweist, mit einem durch die Zugangsöffnung (14) in den rückseitigen Auslenkbereich (24) des Verrastungsarms (5) einführbaren Spacerelement (21) und mit einem durch die Zugangsöffnung (14) einführbaren Prüfelement (22) zur elektrischen Kontaktierung des in der Kontaktkammer (2) in seiner Endposition befindlichen Kontaktkörpers (4), wobei erfindungsgemäß das Spacerelement (21) und das Prüfelement (22) beide an einem Prüfadapter (20) angeordnet sind.

Beschreibung[de]

Die Erfindung geht aus von einer Prüfvorrichtung nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Prüfvorrichtung ist beispielsweise durch den „Kontaktstifte Katalog 2001/2002" der Fa. INGUN bekannt geworden.

Derzeit werden im Automotive-Bereich in elektrischen Steckverbindungen Kontaktsysteme eingesetzt, bei denen die einzelnen Kontakte (Kontaktkörper) irr einem ersten Arbeitsschritt an die elektrischen Leitungen angeschlagen werden und in einem zweiten Arbeitsschritt in den Kontaktkammern der Stecker verrastet werden. Hierbei kommen unter anderem so genannte Clean-Body-Kontakte zum Einsatz, bei denen Elemente der Kontaktkammer in Aussparungen bzw. Hinterschneidungen der Kontakte federn und auf diese Weise die Kontakte verrasten. Ein spezieller Clean-Body-Verrastungstyp ist dadurch gekennzeichnet, dass der Verrastungsarm in Höhe der Kontaktschulter an der Kontaktkammerwand angebunden ist und mit seinem Rasthaken in einen Kontakthinterschnitt in der Nähe der Kontaktöffnung eingreift. Der Verrastungsarm wächst quasi in Einsteckrichtung des Kontakts und wird im Haltefall im Wesentlichen axial auf Druck beansprucht. Auf diese Weise ist der Kontakt am Ende des Bestückungsvorgangs sicher in der Kontaktkammer gehalten. Es sind auch Kontaktsysteme bekannt, bei denen mehrere dieser Rasthaken gleichzeitig an einem Kontakt in Eingriff gebracht werden. Zur Erhöhung der Funktionssicherheit der Steckverbindungen wird mittlerweile seitens der Kunden gefordert, die korrekte Verrastung der Rasthaken sicherzustellen, indem nach der Montage der Kontakte die Position der Verrastungsarme abgefragt wird. Für den oben beschriebenen Verrastungstyp sind hierfür bereits so genannte "Spacer"-Elemente aus Kunststoff bekannt, die vom Steckergesicht her zwischen die Rücken der Verrastungsarme und die dahinter liegende Wand oder vergleichbare Strukturen, d.h. in den rückseitigen Auslenkbereich des Verrastungsarms, eingeschoben werden. Wenn ein Verrastungsarm sich nicht in der korrekten Endlage befindet, z.B. weil er nicht vollständig in den Kontakt eingerastet ist, wird das Spacerelement blockiert, und der Bestückungszustand des Kontaktes muss kontrolliert werden.

Ein genereller Nachteil solcher Spacerelemente ist, dass für die Überprüfung der Rasthaken ein zusätzliches Teil in den Steckverbindungen verbaut werden muss, was Mehrkosten der Gesamtsteckverbindung bedeutet. Darüber hinaus wird der konstruktive Gestaltungsfreiraum für die Steckverbindung eingeschränkt, wenn ein solches Spacerelement in dem Stecker untergebracht, vorverrastet und endverrastet werden muss.

Ergänzend zu den oben beschriebenen Spacerelementen, also der mechanischen Überprüfung der korrekten Endlage der Verrastungsarme, gehören mittlerweile elektrische Endprüfungen der fertig konfektionierten Kabelbäume zum technischen Standard. Hierbei werden in der Regel die elektrischen Kontakte mit meist federnd gelagerten, als elektrische Prüfspitze ausgebildeten Prüfelementen vorsichtig kontaktiert, um die korrekte Zuordnung der Kontakte im Gesamtkabelbaum zu überprüfen.

Offenbarung der Erfindung Technische Aufgabe

Es ist die Aufgabe der Erfindung, bei einem Kontaktgehäuse mit darin verrasteten Kontakten die korrekte Verrastung der Kontakte auch ohne eingebaute Spacerelemente möglichst kostengünstig überprüfen zu können.

Technische Lösung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Prüfvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Prüfverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9.

Vorteilhafte Wirkungen

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, auf die bisher verwendeten, verbauten Spacerelemente vollständig zu verzichten und stattdessen neben dem elektrischen Prüfelement (Prüfspitze) am Prüfadapter ein Spacerelement als mechanisches Abfrageelement vorzusehen, das hinsichtlich seiner Wirkgeometrie und seiner Position der Wirkkontur eines verbauten Spacerelements entspricht. Während der elektrischen Endprüfung wird dieses Spacerelement zusammen mit dem elektrischen Prüfelement vorsichtig in das Steckergesicht eingeführt. Durch die mechanische Kopplung des mechanischen Spacerelements mit dem elektrischen Prüfelement in einem Prüfadapter kann erreicht werden, dass das Prüfelement nur dann in den Prüfbereich gelangt, wenn vorher das Spacerelement ungehindert in den Bereich zwischen dem Verrastungsarm und der dahinter liegenden Wand, d.h. in den rückseitigen Auslenkungsbereich des Verrastungsarms, eingeschoben werden konnte, wenn sich also der Verrastungsarm in der korrekten Verrastungslage befunden hat. Steht der Verrastungsarm hingegen in einer zwangsweise ausgelenken Position, z.B. infolge eines unvollständig bestückten Kontaktes, so blockiert er den Weg des mechanischen Spacerelements und damit den Weg des Prüfadapters. Infolgedessen gelangt das elektrische Prüfelement nicht in den Prüfbereich, und die elektrische Verbindung zwischen Kontakt und elektrischen Prüfelement kommt nicht zustande. Auf diese Weise wird ein Fehler angezeigt. Mit dieser Kombination von mechanischer Abtastung mittels des Spacerelements und von elektrischer Kontaktierung mittels des Prüfelements können prinzipiell drei Zustände abgefragt werden:

  • 1. Bei nicht blockierter mechanischer Abtastung und erfolgreicher elektrischer Prüfkontaktierung wird die Primärverrastung des Kontakts als „korrekt" erkannt.
  • 2. Bei blockierter mechanischer Abtastung und nicht erfolgreicher elektrischer Prüfkontaktierung wird die Primärverrastung des Kontakts als „nicht korrekt" erkannt.
  • 3. Bei nicht blockierter mechanischer Abtastung und nicht erfolgreicher elektrischer Prüfkontaktierung wird die Primärverrastung des Kontakts als „nicht korrekt" erkannt.

Erfindungsgemäß kann auf verbaute Spacerelemente verzichtet werden, wodurch die Kosten der Gesamtsteckverbindung reduziert werden und konstruktiver Gestaltungsfreiraum im Steckerdesign gewonnen wird.

Des Weiteren sind auch technische Lösungen denkbar, bei denen die mechanische Abtastung der korrekten Verrastungsarmposition und die elektrische Prüfung sowohl mechanisch als auch zeitlich entkoppelt werden. Kern der Erfindung ist jedoch auch hier, dass die mechanische Abtastung des Verrastungsarms nur in der Prüfeinrichtung erfolgt und keine zusätzlichen Spacerelemente für jede Kontaktkammer verbaut werden müssen.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung bei korrekt und fehlerhaft primärverrasteten Kontakten in einem Längsschnitt; und

2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung korrekt und fehlerhaft primärverrasteten Kontakten in einem Längsschnitt.

Ausführungsformen der Erfindung

Das in 1 gezeigte Kontaktgehäuse 1 für eine elektrische Steckverbindung umfasst neun nebeneinander angeordnete Reihen a-i von Kontaktkammern 2 zum Aufnehmen jeweils eines in die Kontaktkammer 2 durch eine Bestückungsöffnung 3 einsteckbaren Kontaktkörpers (Kontakt) 4, jeweils einen Verrastungsarm 5 zur Primärverrastung des bis in seine Endposition in die Kontaktkammer 2 eingeschobenen Kontaktkörpers 4 und jeweils ein quer zur Einsteckrichtung 6 des Kontaktkörpers 4 zwischen zwei benachbarten Kontaktkammern 2 verschiebbar geführtes Verriegelungselement (nicht gezeigt) zur Sekundärverriegelung des in der Kontaktkammer 2 primär verrasteten Kontaktkörpers 4.

Der Kontaktkörper 4 weist einen Crimpbereich (Klemmbereich) 7 auf, mit dem ein Abschnitt einer elektrischen Leitung 8 fest verbunden ist, und hat ohne den Crimpbereich 7 einen rechteckigen Querschnitt. In einer Seitenwand des Kontaktkörpers 4 ist eine Rastaussparung 9 vorgesehen.

Der Verrastungsarm 5 ist integral mit dem Kontaktgehäuse 1 gebildet und bildet die in 1 linke Kammerwand der Kontaktkammer 2. Die rechte Kammerwand der Kontaktkammer 2 ist durch eine feststehende Trennwand 10 des Kontaktgehäuses 1 gebildet. Der Verrastungsarm 5 erstreckt sich in Einsteckrichtung 6 und weist an seinem elastisch auslenkbaren freien Ende einen Rasthaken 11 auf, der seitlich in die Kontaktkammer 2 hineinragt. Auf der der Bestückungsöffnung 3 gegenüberliegenden Seite weist das Kontaktgehäuse 1 eine Kontaktöffnung 12, durch die ein Gegenstecker (Pin oder Messer) des Kontaktkörpers 4 zwischen zwei federnde Kontaktlamellen 13 des Kontaktkörpers 4 eingeführt werden kann, und seitlich neben der Kontaktöffnung 12 eine Zugangsöffnung 14 auf.

Das Bestücken des Kontaktgehäuses 1 mit Kontaktkörpern 4 wird im Folgenden anhand der Reihen a bis d beschrieben, die jeweils den zeitlichen Fortgang des Bestückungsvorgangs darstellen:

Der Kontaktkörper 4 befindet sich in Reihe a in seiner zum Einstecken in das Kontaktgehäuse 1 ausgerichteten Lage und ist in Reihe b durch die Bestückungsöffnung 3 in die Kontaktkammer 2 eingeführt. In Reihe c ist der Kontaktkörper 4 durch weiteres Einstecken auf den Rasthaken 11 aufgelaufen, wodurch der Verrastungsarm 5 elastisch ausgelenkt wird, bis durch weiteres Einstecken des Rasthakens 11 schließlich in der Endposition des Kontaktkörpers 4 in dessen Rastaussparung 9 eingreift bzw. einrastet (Reihe d).

Mit einem Prüfadapter 20, der ein stiftförmiges Spacerelement (Abtastspitze) 21 und ein stiftförmiges Prüfelement (Prüfspitze) 22 aufweist, wird die korrekte Primärverrastung der Kontaktkörper 4 überprüft. Die beiden Elemente 21, 22 verlaufen parallel nebeneinander, wobei das Spacerelement 21 über das Prüfelement 22 vorsteht. Das Kontaktgehäuse 1, der Kontaktkörper 4 und der Prüfadapter 20 bilden zusammen die insgesamt mit 30 bezeichnete Prüfvorrichtung. In dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand zwischen Spacerelement 21 und Prüfelement 22 etwa der maximalen Auslenkung des Verrastungsarms 5 beim Einstecken des Kontaktkörpers 4 in die Kontaktkammer 2.

Im Folgenden wird das Prüfen der korrekten Primärverrastung der Kontaktkörper 4 in ihren Kontaktkammern 2 anhand der Reihen e bis i beschrieben, die jeweils den zeitlichen Fortgang des Prüfvorgangs darstellen:

Der Prüfadapter 20 befindet sich in Reihe e in seiner zum Einstecken (Steckrichtung 23) in die Zugangsöffnung 14 ausgerichteten Lage und ist in Reihe f mit seinem Spacerelement 21 in die Zugangsöffnung 14 eingesteckt. Bei korrekt mit dem Kontaktkörper 4 primärverrastetem Verrastungsarm 5 dringt das Spacerelement 21 beim weiteren Einstecken des Prüfadapters 20 in den rückseitigen Auslenkbereich 24 des Verrastungsarms 5 ein, wodurch nun auch das Prüfelement 22 durch die Zugangsöffnung 14 eingreift und so den Kontaktkörper 4 in der Kontaktkammer 2 elektrisch kontaktiert (Reihe g). Somit ist durch die erfolgreiche elektrische Prüfkontaktierung des Kontaktkörpers 4 mittels des Prüfelements 22 sichergestellt, dass der Kontaktkörper 4 sich in seiner korrekten Endposition in der Kontaktkammer 2 befindet, und durch die nicht blockierte mechanische Abtastung mittels des Spacerelements 21 ist sichergestellt, dass der Rasthaken 11 sich in seiner Verrastungsstellung befindet. Im Ergebnis wird der in Reihe g gezeigte Kontaktkörper 4 als „in der Kontaktkammer 2 korrekt primärverrastet" erkannt. Nach der Prüfung wird der Prüfadapter 20 wieder aus dem Kontaktgehäuse 1 herausgezogen.

In Reihe h ist der Verrastungsarm 5 durch den nicht bis in seine Endposition eingeschobenen Kontaktkörper 4 ausgelenkt und dadurch das Einstecken des Spacerelements 21 in den rückseitigen Auslenkungsbereich 24 blockiert. Somit ist die mechanische Abtastung blockiert und die elektrische Prüfkontaktierung nicht erfolgreich. Im Ergebnis wird der in Reihe h gezeigte Kontaktkörper 4 als „nicht korrekt primärverrastet" erkannt, so dass seine Bestückungsposition überprüft werden muss.

In Reihe i ist der Kontaktkörper 4 nicht bis in den Bereich des Verrastungsarms 5 eingeführt, der sich daher in seiner nicht ausgelenkten Verrastungsstellung befindet. Das Spacerelement 21 kann in den rückseitigen Auslenkungsbereich 24 eindringen, aber das Prüfelement 22 kontaktiert den Kontaktkörper 4 nicht. Somit ist die mechanische Abtastung nicht blockiert und die elektrische Prüfkontaktierung nicht erfolgreich. Im Ergebnis wird der in Reihe i gezeigte Kontaktkörper 4 als „nicht korrekt primärverrastet" erkannt, so dass seine Bestückungsposition überprüft werden muss.

Von der Prüfvorrichtung der 1 unterscheidet sich die in 2 gezeigte Prüfvorrichtung 30 lediglich dadurch, dass hier der Abstand zwischen Spacerelement 21 und Prüfelement 22 dem Abstand zwischen Auslenkbereich 24 und Kontaktöffnung 12 entspricht. Vom Kontaktgehäuses 1 sind in 2 nur die Reihen g-i gezeigt. Beim Prüfen mittels des Prüfadapters 20 greift das Prüfelement 22 durch die Kontaktöffnung 12 in die Kontaktkammer 2 ein und kontaktiert bei korrekt in der Kontaktkammer 2 primärverrastetem Kontaktkörper 4 dessen Kontaktlamellen 13. Die Reihen h und i zeigen – analog zu 1 – fehlerhaft primärverrastete Kontaktkörper 4, die wie oben beschrieben als „nicht korrekt primärverrastet" erkannt werden.


Anspruch[de]
Prüfvorrichtung (30) mit einem Kontaktgehäuse (1) für eine elektrische Steckverbindung, welches mindestens eine Kontaktkammer (2) zum Aufnehmen eines durch eine Bestückungsöffnung (3) in die Kontaktkammer (2) einsteckbaren Kontaktkörpers (4), einen seitlich in die Kontaktkammer (2) hineinragenden, elastisch auslenkbaren Verrastungsarm (5) zur Verrastung des Kontaktkörpers (4) in seiner Endposition in der Kontaktkammer (2) und mindestens eine Zugangsöffnung (14; 12) auf der der Bestückungsöffnung (3) gegenüberliegenden Seite aufweist, mit einem durch die Zugangsöffnung (14; 12) in den rückseitigen Auslenkbereich (24) des Verrastungsarms (5) einführbaren Spacerelement (21) und mit einem durch die Zugangsöffnung (14; 12) einführbaren Prüfelement (22) zur elektrischen Kontaktierung des in der Kontaktkammer (2) in seiner Endposition befindlichen Kontaktkörpers (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Spacerelement (21) und das Prüfelement (22) beide an einem Prüfadapter (20) angeordnet sind. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verrastungsarm (5) sich mit seinem freien Ende in Einsteckrichtung (6) des Kontaktkörpers (4) erstreckt. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Spacerelement (21) und das Prüfelement (22) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Spacerelement (21) über das Prüfelement (22) vorsteht. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen Spacerelement (21) und Prüfelement (22) mindestens der maximalen Auslenkung des Verrastungsarms (5) beim Einstecken des Kontaktkörpers (4) in die Kontaktkammer (2) entspricht. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgehäuse (1) eine gemeinsame Zugangsöffnung (14) für das Spacerelement (21) und das Prüfelement (22) aufweist. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktgehäuse (1) für das Spacerelement (21) und das Prüfelement (22) jeweils eine eigene Zugangsöffnung (14, 12) aufweist. Prüfvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugangsöffnung (12) für das Prüfelement (22) durch eine für den Gegenkontakt des Kontaktkörpers (4) vorgesehene Kontaktöffnung des Kontaktgehäuses (1) gebildet ist. Verfahren zum Prüfen der korrekten Verrastung eines Kontaktkörpers (4) in einer Kontaktkammer (2) eines Kontaktgehäuses (1) für eine elektrische Steckverbindung, welches mindestens eine Kontaktkammer (2) zum Aufnehmen eines durch eine Bestückungsöffnung (3) in die Kontaktkammer (2) einsteckbaren Kontaktkörpers (4), einen seitlich in die Kontaktkammer (2) hineinragenden, elastisch auslenkbaren Verrastungsarm (5) zur Verrastung des Kontaktkörpers (4) in seiner Endposition in der Kontaktkammer (2) und mindestens eine Zugangsöffnung (14; 12) auf der der Bestückungsöffnung (3) gegenüberliegenden Seite aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig oder nacheinander durch die Zugangsöffnung (14; 12) ein Spacerelement (21) in den rückseitigen Auslenkbereich (24) des Verrastungsarms (5) zur mechanischen Abtastung der Position des Verrastungsarms (5) und ein Prüfelement (22) zur elektrischen Abtastung des in der Kontaktkammer (2) in seiner Endposition befindlichen Kontaktkörpers (4) eingeführt und danach wieder entnommen werden und beide Abtastergebnisse miteinander verglichen werden.






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