具有经由射频识别的组装检测的连接器系统的制作方法

本发明涉及一种连接器系统，该连接器系统使得可以特别地通过射频识别（rfid）来检测连接器何时被组装。它特别适用于汽车领域以及航空领域或一般工业中的电连接器。

背景技术：

1、在许多工业领域中，确保电连接器被正确组装是至关重要的。常见的问题是部分组装：当连接器未完全联接时，连接器可能在视觉上或触觉上看起来在位。这种情况可能导致生产中的接触故障、瘫痪或不合格。

2、为了限制这种风险，已经实施了某些机械解决方案，例如卡扣配合系统或cpa型部件（cpa为“连接器位置保证”）。然而，这些装置具有局限性，特别是在应力或嘈杂的环境中，并且不能保证或记录实际的组装状态。

3、在高功率/高电压应用（或hp/hv、高功率/高电压连接器）中，需要一种可靠的方法来验证连接器组件是至关重要的，其中应用了增加的安全性和可追溯性要求。

4、解决方案要求在连接器系统中集成rfid电路，使得非接触式检测成为可能。在这些已知的系统中，只要导电元件不闭合天线电路，rfid电路就是不激活的或不可检测的。只有当连接器联接时才实现这种闭合，因此自动地使得可以发信号通知系统已经完全组装。

5、然而，这种方法有几个限制：天线内的电接触可能不稳定或对机械公差以及由环境引起的机械应力（例如振动）敏感。此外，设计这样的组件可能变得复杂、昂贵或难以集成到自动化生产线中。

6、因此，有必要改进集成到电连接器中的rfid系统，使得组装检测可靠、稳健且易于实施。

技术实现思路

1、本发明的目的通过具有经由射频识别（rfid）的组装检测的连接器系统来实现。根据本发明的系统可以是用于机动车辆的连接器系统。它还可以用于需要可靠组装检测的其他工业部门，诸如：航空、铁路、自动化工业设备、高功率或高压电气设备、电动车辆充电系统、包括用于服务器或数据中心的关键连接或布线系统的医疗应用。根据本发明的系统至少包括：第一连接器，包括rfid电路，该rfid电路包括开路式的天线图案，所述天线图案包括至少两个电分离的导电条；第二连接器，能够与第一连接器组装在一起，并且包括导电构件，该导电构件具有至少两个不同的导电臂，并且导电构件的每个臂分别被构造为当第一连接器和第二连接器处于组装位置时与天线图案的导电垫中的一个建立电接触，使得在所述组装位置，第二连接器的导电构件电闭合第一连接器的天线图案。

2、所述两个不同的导电臂使得可以确保每个导电条上的独立且局部的机械支撑。因此，特别是与用于连接两个导体垫的单个导体条相比，通过两个不同的臂闭合天线图案使得可以确保对任何振动和未对准的更大程度的容忍度。这使得电接触更可靠。因此，可以改善rfid信号的鲁棒性，包括在经受振动的环境中。

3、此外，通过将天线图案及其闭合器件分布在两个不同的连接器上，可以防止仅其中一个连接器就能够激活rfid电路。实际上，天线图案布置在第一连接器上。用于天线图案的闭合器件布置在第二连接器上。rfid电路可以仅在两个连接器被组装时闭合。第一连接器自身不能闭合电路。第二连接器自身也不能闭合电路。因此，在连接器完全组装之前，rfid电路不可能被激活，即使是无意的。这有助于确保组装检测更可靠。

4、rfid电路充当用于经由射频传输信息的非接触式识别装置。rfid电路的天线可以被构造为拾取由rfid读取器发射的电磁信号。该信号（通常称为询问信号）可用于激活rfid电路。

5、rfid电路可以包括微芯片。微芯片可以包含识别码。

6、rfid电路可以是无源的。在这种情况下，rfid电路不包括自主电源。由天线利用的能量可用于为微芯片供电。

7、当rfid电路被供电时，微芯片可以调制返回到rfid读取器的信号，例如，以发送识别码。rfid读取器可以配备有收发器，该收发器能够检测和分析位于其场区域内的rfid电路的响应。

8、在本发明的范围内，天线图案的闭合使得可以确保rfid电路是可操作的，并且然后可以由rfid读取器检测以发信号通知连接器被组装。

9、导电构件可以用作天线图案的导电条之间的分流器。导电构件可以制成单件。导电构件可以由导电金属制成，例如铜合金或导电不锈钢。导电构件的臂可以是柔性的。这种柔性使得在组装连接器时可以弹性变形。

10、根据一个实施例，导电构件的臂可以分别被构造为通过将第一连接器与第二连接器组装而弹性弯曲，使得在组装位置，导电构件的臂抵靠天线图案的相应导电条施加压力。该压力使得即使在苛刻的环境中，特别是在存在振动的情况下，也可以保持可靠的电接触。臂的柔性使得可以补偿连接器之间的任何未对准或相对移动。此外，当系统受到机械应力（例如振动）时，它有助于保持rfid电路的闭合。

11、根据一个实施例，导电构件的每个臂可以具有弯曲或折叠的片状形状。该形状在组装连接器时促进臂的弹性变形。这使得当联接连接器时臂可以逐渐变形。它还使得可以将接触力集中在对应的导电条上。弯曲或折叠的几何形状有助于改善触头在操作期间的机械稳定性，特别是在存在诸如振动的动态应力的情况下。

12、根据一个实施例，导电构件的每个臂可以在用于在组装位置与天线图案的导电条中的一个接触的区域处包括突出的凸起，特别是凸台。这种凸起有助于提供限定的接触表面并增强局部压力。

13、第一连接器可以被构造为沿着插入方向插入到第二连接器中。

14、根据一个实施例，导电构件可以安装到第二连接器，使得导电构件的臂可以突出到第二连接器的内部。这种布置使得臂可以在组装时与第一连接器机械地相互作用。这使得臂在联接连接器时可以弹性变形。导电构件可以在执行其闭合功能的同时在第二连接器的内部容积部中保持受到保护。

15、根据一个实施例，导电构件可以包括固定部分，特别是以板的形式。导电构件的臂可以从固定部分延伸。固定部分可以插入到设置在第二连接器中的容纳部中，特别是以槽的形式。这种构造使得可以以简单、稳定和可再现的方式安装导电元件。通过插入容纳部（例如槽）中进行固定提供了牢固的保持，同时简化了组装。固定部分可以沿着插入方向插入到容纳部中。

16、根据一个实施例，固定部分可以包括至少一个突起，该至少一个突起在第二连接器的容纳部中形成机械保持器件。突出部可以被构造为与容纳部的边缘或容纳部的凹口配合。一旦安装，它就防止导电构件的任何不希望的轴向移动。它还使得可以在不需要任何螺钉或胶水的情况下提供牢固的保持。

17、根据一个实施例，rfid电路可以布置在第一连接器的外表面上。这种布置便于制造电路及其视觉或功能检查。它还使得可以减少连接器所需的内部空间。特别地，第一连接器可以包括由绝缘材料（例如模制塑料）制成的外壳，rfid电路布置在该外壳上。外壳可以被设计成接收导电元件，例如连接器、端子或电导体。类似地，第二连接器可以包括由绝缘材料（诸如模制塑料）制成的外壳，并且该外壳被设计成接收配合导电元件，诸如连接器、端子或电导体。

18、根据一个实施例，rfid电路可以通过蚀刻、化学蚀刻、导电油墨沉积、喷墨印刷或通过导电膜（特别是通过自粘导电膜）来制造。这些方法使得可以以低成本和高几何精度制造天线。这些方法与塑料材料兼容，特别是用于第一连接器的外壳设计的塑料材料。呈自粘膜或纸的形式的rfid标签的使用使得可以确保快速集成，而无需修改模具或任何特定的包覆模制。它还使得可以在生产线的末端或作为改装来应用标签。这种支撑类型重量轻且节省空间。

19、根据一个实施例，第一连接器和第二连接器可以分别包括机械锁定器件，该机械锁定器件可以被布置成使得可以在所述机械锁定器件和导电构件之间没有任何物理接触的情况下执行机械锁定器件的联接导电构件可以与锁定器件机械地分离。这种机械独立性防止rfid电路的锁定功能和闭合功能之间的任何干扰。它还降低了与错误操作相关的错误检测的风险。

20、根据一个实施例，锁定器件通过模制、特别是通过注塑分别与连接器、特别是与连接器的外壳一体地形成。这种集成减少了部件数量并简化了组装。它提高了锁定系统的稳固性并降低了制造成本。

21、根据一个实施例，该系统的特征可以在于不存在任何连接位置保证（cpa）元件。这种缺失使得可以消除可能丢失或不正确安装的任何可移除部件。它简化了连接器设计并防止了与部分接合的cpa相关的任何组装错误。

22、本发明的目的还通过一种用于检测连接器系统中的第一连接器和第二连接器之间的组装的方法来实现，该连接器系统具有经由射频识别（rfid）的组装检测。该方法包括以下步骤：

23、a）提供包括rfid电路的第一连接器，该rfid电路包括开路式的天线图案，所述天线图案包括至少两个电分离的导电条；

24、b）提供第二连接器，所述第二连接器包括导电构件，所述导电构件包括至少两个不同的导电臂，

25、c）将所述第一连接器与所述第二连接器组装，使得所述导电构件的所述臂分别与所述导电条建立电接触；

26、d）响应于由rfid读取器发射的询问信号而激活所述rfid电路，并且经由所述rfid电路发送能够由所述rfid读取器检测的响应，所述响应指示所述连接器被组装。

27、只有当两个连接器都有效连接时，才可以根据步骤（d）激活rfid电路。在导电构件的臂和导电条之间建立接触之前，天线图案保持断开，并且rfid电路保持不活动。

28、因此，该过程使得可以远程验证连接器系统是否已正确组装。它可以顺序实施以控制多个连接器的组装状态，例如，在生产线的输出处。

29、组装步骤（c）可以在没有与导电构件相互作用的任何机械锁定器件（例如斜坡）的情况下执行。这些元件之间不需要接触。例如，固定到第一连接器的锁定斜坡可以布置成不与导电构件接触，包括在组装期间。在组装位置，导电构件的臂可以定位在所述斜坡的任一侧上，而没有任何物理接触或机械干涉。换句话说，导电构件可以与锁定器件机械地分离。