Elektrischer Steckverbinder mit einem Steckzyklenzähler und Verfahren zu dessen Betrieb

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Steckverbinder mit einer elektrischen Kontaktstruktur und einem Steckzyklenzähler. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Steckverbinders.

Ein Steckverbinder der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise aus der DE 2010 045 329 AI bekannt. Steckzyklen ^¬ zähler können beispielsweise bei Steckverbindungen zum Einsatz kommen, die für die Ladung elektrischer Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen. Der Steckzyklenzähler soll verhindern, dass der Steckverbinder über eine vorbestimmte Steckzyklenzahl hinaus verwendet wird, um Fehlfunktionen zu vermeiden. Der Steckzyklenzähler kann beispielsweise mit der Ladestation für das elektrische Kraftfahrzeug kommunizieren und eine Ak- tivierung derselben verhindern, sofern die zulässige

Steckzyklenzahl des Steckverbinders überschritten wird.

Gemäß der WO 2015/070946 AI ist ein Steckverbinder beschrie ^¬ ben, der zum Zählen der Steckzyklen ein mechanisches Zählwerk aufweist. Der Steckverbinder weist einen Stift auf, der bei

Ausbilden der Steckverbindung in den Steckverbinder hineingeschoben wird und hierbei das mechanische Zählwerk betätigt.

Elektrische Steckverbinder finden in der Technik breite An- wendung. Gemäß der Erfindung soll als Steckverbinder ein Bauelement verstanden werden, das es gestattet, elektrische Lei ^¬ ter anzuschließen, wobei der Steckverbinder die Aufgabe übernimmt, mit einem passenden Gegenstück eine Verbindung herzustellen und/oder zu trennen (das Verbinden und Trennen stellt einen Steckzyklus dar) . Das passende Gegenstück ist somit auch ein Steckverbinder. Meistens bestehen Steckverbindungen somit aus einem Stiftkontakt und einem Buchsenkontakt, in den der Stiftkontakt eingesteckt werden kann. Darüber hinaus gibt es auch Steckkontakte, bei denen die Kontakte so konstruiert sind, dass sie ineinandergreifen und so auf beiden Seiten der Steckverbindung die gleiche Anschlussgeometrie des Steckver ^¬ binders verwendet werden kann. Kontaktstifte können vorzugs- weise flach, quadratisch oder rund ausgeführt sein. Der

Buchsenkontakt kann beispielsweise aus einem Gabelkontakt be ^¬ stehen, der vorzugsweise aus einem flachen Blech gestanzt werden kann. Der Kontaktbereich, der für den Kontaktstift vorgesehen ist, ist flexibel ausgeführt, so dass zum Herstel- len des Kontakts nach Einstecken des Stiftkontakts ein An ^¬ pressdruck entsteht. Um diesen zu erhöhen, können auch sogenannten Doppel- oder Dreifachfederkontakte verwendet werden, bei denen das gestanzte Blech zur Erzeugung des Federeffekts gefaltet wird. Präzisionskontakte können auch andere Federme- chanismen enthalten und sind mit mehreren Kontaktlamellen ausgestattet .

Mit Steckverbindern werden elektromechanische, lösbare Ver ^¬ bindungen der Kontaktpartner erzeugt. Als Kontaktpartner kön- nen Schaltungsträger, elektronische oder elektromechanische Baugruppen oder Leiterplatten zum Einsatz kommen. Es können Verbindungen zu externen Geräten, wie Sensoren, Tastaturen, Displays, Kabeln oder anderen Baugruppen, hergestellt werden. Auch lassen sich Schaltungsträger untereinander direkt ver- binden.

Wesentliche Motivation des Einsatzes einer Steckverbindung ist deren Lösbarkeit. Diese kann aus unterschiedlichen Gründen erwünscht sein, z. B. aus fertigungsstrategischen Überle- gungen, um Baugruppen oder Subsysteme unabhängig voneinander herstellen zu können und erst bei der Endmontage zusammenzu ^¬ führen. Eine andere Anforderung kann durch die Möglichkeit eines Auswechseins von Baugruppen gegeben sein. Außerdem ist das wiederholte Verbinden von Geräten untereinander oder Ge- räten mit Kabeln ein typischer Anwendungsfall. Der Anwendungsfall bestimmt bei der Auslegung der Steckverbindung, für wie viele Steckzyklen diese vorgesehen werden soll. Werden beispielsweise Leiterplatten in einem Schaltschrank mit Steckverbindern verbunden, entstehen Steckzyklen nur bei einem Austausch von Schaltungsträgern, was vergleichsweise selten erforderlich wird. Die Steckverbinder können typischerweise für 25 Steckzyklen ausgelegt werden. Ist die Steckver- bindung für ein Anschlusskabel (beispielsweise Ladekabel) ge ^¬ dacht, führt dieses zu vergleichsweise hohen erforderlichen Steckzyklen von über 100 oder sogar über 1000 Steckzyklen.

Es besteht daher der Bedarf, elektrische Steckverbinder mit Steckzyklenzählern auszustatten, was einen zusätzlichen konstruktiven Aufwand bewirkt, der mit Kosten verbunden ist. Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, einen elektrischen Steckverbinder mit Steckzyklenzähler anzugeben, bei dem der Steckzyklenzähler eine hohe Funktionszuverlässigkeit aufweist und mit dem der Steckzyklenzähler kostengünstig hergestellt werden kann. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb eines solchen Steckverbinders anzugeben, welches eine hohe Funktionszuverlässigkeit aufweist. Die Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen elektrischen Steckverbinder erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der

Steckzyklenzähler zum Detektieren von Steckvorgängen mit einem piezoelektrischen Sensor ausgestattet ist, der mit der Kontaktstruktur mechanisch verbunden ist. Bei dem erfindungs- gemäßen Einsatz eines piezoelektrischen Sensors macht man sich den Effekt zunutze, dass zum Ausbilden des elektrischen Kontakts im Steckverbinder immer eine gewisse Kontaktkraft gewährleistet sein muss, mit der die Kontaktflächen zur Übertragung eines elektrischen Stroms aufeinander gepresst werden müssen. Durch die mechanische Verbindung des Sensors mit der Kontaktstruktur, die zum Ausbilden des elektrischen Kontakts eine Kontaktfläche zur Verfügung stellt, ist es möglich, dass der Steckzyklus mittels des piezoelektrischen Sensors dadurch erkannt wird, dass eine Kontaktkraft in dem Steckverbinder aufgebaut wird. Diese Kontaktkraft überträgt sich dann auf den piezoelektrischen Sensor, wobei dieser ebenso wie die Kontaktstruktur elastisch verformt wird. Damit erzeugt ein Steckvorgang sowohl beim Schließen als auch beim Öffnen der elektrischen Verbindung einen elektrischen Impuls im piezoelektrischen Sensor. Um diesen detektieren zu können, muss der piezoelektrische Sensor von dem Kontaktele- ment elektrisch isoliert sein. Es besteht somit lediglich ei ^¬ ne mechanische Verbindung zur Übertragung der Kontaktkraft.

Üblicherweise ist der Steckverbinder in einem Gehäuse des Steckverbinders (Steckverbindergehäuse) untergebracht. Dieses erfüllt die Funktion einer elektrischen Isolation der Steckkontakte untereinander und gegenüber der Umgebung. Mechanische Funktionen des Gehäuses liegen in der Positionierung der Kontaktstruktur sowie der Aufnahme des anderen Steckverbinders zum Herstellen des elektrischen Kontakts. Die Halterung des anderen Steckverbinders kann durch einen Kraftschluss oder durch einen Formschluss erfolgen. Außerdem ist es von besonderem Vorteil, wenn sich der piezoelektrische Sensor in dem Gehäuse abstützt, damit die Kontaktkraft auf den piezoe ^¬ lektrischen Sensor einwirken kann. Hierdurch entsteht vor- teilhaft eine einfach zu montierende Bauform des elektrischen Steckverbinders, bei dem der piezoelektrische Sensor in das Gehäuse eingesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, dass der piezoelektrische Sensor derart in die Kontaktstruk ^¬ tur integriert wird, dass deren Verformung auch den piezoe- lektrischen Sensor verformt. Dies kann gemäß einer Ausgestal ^¬ tung der Erfindung dadurch erreicht werden, dass der piezoelektrische Sensor zwischen zwei Teilbereichen der Kontaktstruktur mechanisch fixiert ist, wobei diese Teilbereiche bei Steckvorgängen relativ zueinander beweglich sind.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, dass der piezoelektrische Sensor aus mehreren Scheiben besteht, die mechanisch in Reihe geschaltet sind, wobei die Scheiben beidseitig von Elektrodenplatten begrenzt sind, die wechselseitig elektrisch parallel geschaltet sind. Hierdurch lässt sich vorteilhaft ein piezoelektrischer Sensor erzeugen, bei dem der elektrische Stromimpuls, der bei Auf ^¬ treten der Kontaktkraft entsteht, ein Vielfaches des Impulses beträgt, der bei einem Aufbau des piezoelektrischen Sensor nur aus einer Scheibe entstehen würde. Hierdurch lässt sich vorteilhaft das Sensorsignal beim Stecken oder Lösen des Steckverbinders einfacher erfassen, da eine Auswertungsein- heit zur Erfassung des Steckvorgangs weniger empfindlich ausgeführt sein muss. Die Auswertungseinheit ist vorteilhaft in den Steckverbinder integriert und besitzt ein Speichermodul für die erfolgte Zahl der Steckzyklen. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besitzt die Auswertungseinheit auch ein Ausgabemodul für eine die Steckzyklenzahl betreffende Information. Das Ausgabemodul kann entweder die Zahl der bereits erfolgten Steckzyklen ausgeben (z. B. ein Display) oder nur das Überschreiten der Höchstzahl an Steckzyklen anzeigen (z. B. eine LED) . Es ist hierdurch möglich, die relevante Information über die Steckzyklen direkt am Steckergehäuse anzuzeigen.

Alternativ kann das Speichermodul auch ausgelesen werden, um die Steckzyklenzahl zu erhalten. Als Ausgabemodul kann zu diesem Zweck ein RFID-Tag Verwendung finden (RFID steht für Radio Frequency Identification) . Das RFID-Tag besteht aus ei ^¬ nem Transponder und einer Antenne, wobei der Transponder über die Antenne mit elektrischer Energie versorgt wird. Vorteil- haft ist es, wenn während des Auslesens auch die restliche

Auswertungseinheit durch das als Transponder mit Antenne aus ^¬ geführte Ausgabemodul (also das RFID-Tag) mit Energie ver ^¬ sorgt wird. Die Energieversorgung der Auswertungseinheit während der Re ^¬ gistrierung der Steckzyklen kann gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung durch den piezoelektrischen Sensor ausgebildet sein. Hierbei wird die elektrische Ladung, die durch den piezoelektrischen Effekt erzeugt wird, nicht nur zur Zählung der Steckzyklen verwendet, sondern der durch die Ladung erfolgende Stromfluss wird als Energieversorgung für die Auswertungseinheit verwendet. Vorteilhaft kann die Aus ^¬ wertungseinheit damit als autarkes System arbeiten, ohne mit einem Energiespeicher, beispielsweise in Form einer Batterie, ausgestattet zu werden. Dies setzt weiterhin voraus, dass das Speichermodul einen nicht flüchtigen Speicher enthält, der zur Speicherung von einer Energieversorgung unabhängig ist.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der piezoelektrische Sensor auf einer Auf ^¬ nahmefläche des Gehäuses für einen korrespondierenden Steckverbinder angebracht oder unterhalb dieser Aufnahmefläche in das Material des Gehäuses eingebettet ist. In diesem Fall wird der Steckzyklus dadurch detektiert, dass auf die Aufnah ^¬ mefläche durch den korrespondierenden Steckverbinder eine Kraft ausgeübt wird. Hierbei kann es sich um eine Druckkraft handeln, die aufgrund der Haltekräfte oder der entstehenden Reibung beim Stecken auf die Aufnahmefläche wirkt, wenn der korrespondierende Steckverbinder mit dieser Aufnahmefläche in Kontakt kommt. Es ist jedoch auch möglich, dass eine zum Schließen der Steckverbindung notwendige Steckkraft im piezoelektrischen Sensor auslöst, je nachdem welche Aufnahmefläche zur Unterbringung des Sensors genutzt wird.

Der piezoelektrische Sensor kann auf der Aufnahmefläche ange ^¬ bracht sein, wobei dieser damit selbst einen Teil der Aufnah ^¬ mefläche zur Verfügung stellt. Der piezoelektrische Sensor kommt dann mit dem korrespondierenden Steckverbinder in direktem Kontakt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den piezoelektrischen Sensor unterhalb der Aufnahmefläche anzu ^¬ ordnen, wobei dieser dann in das Material des Gehäuse einge ^¬ bettet ist. In diesem Fall kommt der Piezosensor nicht mit dem korrespondierenden Steckverbinder in Kontakt, sondern erfährt eine das Sensorsignal auslösende Druckerhöhung durch eine elastische Verformung des ihn umgebenden Materials des Gehäuses . Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der piezoelektrische Sensor zwischen zwei Teilbe ^¬ reichen der Kontaktstruktur mechanisch fixiert ist, wobei diese Teilbereiche relativ zueinander beweglich sind. Bei- spielsweise kann die Kontaktstruktur gabelförmig ausgebildet sein, wobei der piezoelektrische Sensor in dem durch die Ga ^¬ bel gebildeten Zwischenraum untergebracht ist (die Gabel bil ^¬ det dabei einen Stiftkontakt) . Beim Schließen der Steckver- bindung wird der die Gabel zusammengedrückt, wodurch ein Sen ^¬ sorsignal in dem piezoelektrischen Sensor erzeugt wird. Hierbei handelt es sich vorteilhaft um eine besonders platzspa ^¬ rende Ausführung, die vorzugsweise in als Stiftkontakt wir ^¬ kenden Steckverbindern zum Einsatz kommen kann. Dabei wird die Außenseite der Gabel als Kontaktfläche für den zugehöri ^¬ gen Buchsenkontakt verwendet, während die Innenseite der Ga ^¬ bel, wie bereits erläutert, der Aufnahme des piezoelektri ^¬ schen Sensors dient.

Eine wieder andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der piezoelektrische Sensor zwischen der Kontaktstruktur und dem Gehäuse mechanisch fixiert ist, wobei die Kontakt ^¬ struktur relativ zum Gehäuse beweglich ist. Mit anderen Worten wird die Kontaktstruktur beim Schließen des Kontakts elastisch verformt, während das Gehäuse mit einer größeren mechanischen Steifigkeit ausgeführt ist. Daher wird beim Schließen einer Steckverbindung der piezoelektrische Sensor über die Kontaktstruktur mit der Kontaktkraft beaufschlagt, wodurch ein Sensorsignal erzeugt wird. Dieser Aufbau ist vor ^¬ zugsweise für Buchsenkontakte geeignet, weil sich die Buchsen beim Schließen der Steckverbindung zu dem sie umgebenden Gehäuse hin verformen.

Weiterhin wird die oben genannte Aufgabe mit dem eingangs an- gegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem Steckverbinder eine Steckverbindung geschlossen oder geöffnet wird und die beim Herstellen oder Öffnen entstehenden Kräfte (wie bereits beschrieben handelt es sich um Kontakt ^¬ kräfte, Druckkräfte oder Steckkräfte) an dem piezoelektri- sehen Sensor eine elektrische Ladung erzeugen, die einen

Stromfluss in einem Mess-Stromkreis hervorruft. Dieser Strom- fluss wird gezählt. Mit dem Verfahren werden die oben bereits erläuterten Vorteile erreicht. Ein Stromfluss wird sowohl beim Öffnen als auch beim Schließen des Steckverbinders erzeugt. Dies liegt daran, dass eine elektrische Ladung an dem piezoelektrischen Sensor immer ent- steht, wenn sich die Druckbeaufschlagung des Piezokristalls ändert. Dies erfordert es, dass je zwei gemessene Stromimpul ^¬ se durch die Auswertungseinheit als ein Steckzyklus interpre ^¬ tiert wird. Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen werden, dass die durch den piezoelektrischen Sensor erzeugte elektrische Energie zum Betreiben einer Auswertungseinheit mit einem Speichermodul für die erfolgte Zahl der Steckzyklen verwendet wird. Durch Öffnen oder Schließen der Steckverbin- dung und den daraus resultierenden Stromimpuls wird die Aus ^¬ wertungseinheit jeweils aufgeweckt, wobei die elektrische Energie ausreicht, um das detektierte Ereignis im Speichermo ^¬ dul abzulegen. Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente werden jeweils mit den gleichen Bezugszei ^¬ chen versehen und sind nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen: ein Ausführungsbeispiel für zwei komplementäre Steckverbinder, die zu einer Steckverbindung zusammengesteckt werden können, den Einsatz eines aus mehreren Scheiben bestehenden piezoelektrischen Sensors, der an die Stelle II ge ^¬ mäß Figur 2 des Steckverbinders eingebaut werden könnte und

Ausführungsbeispiele für die alternative Unterbrin ^¬ gung von piezoelektrischen Sensoren in einem Bereich III gemäß Figur 1 im Querschnitt. In Figur 1 sind zwei Steckverbinder 18a, 18b mit Kontakt ^¬ strukturen 11, 12 dargestellt, wobei die eine als

Buchsenkontakt 11 und die andere als Stiftkontakt 12 ausge- führt ist. Diese sind komplementär ausgebildet und können da ^¬ her zu einer Steckverbindung geschlossen werden. Beide Kontaktstrukturen weisen ein Gehäuse 13a, 13b auf, in welchem eine Kontaktstruktur untergebracht ist. Außerdem ist jeweils ein piezoelektrischer Sensor 15a, 15b vorgesehen, der über einen Messstromkreis 16a, 16b mit je einer Auswertungseinheit 17a, 17b in Verbindung steht.

Der Steckverbinder 18a mit dem Stiftkontakt 12 wird dadurch hergestellt, dass der Stiftkontakt 12 in das Gehäuse 13a ein- gegossen wird. Der Stiftkontakt 12 weist eine Aufnahmebuchse 19 für ein nicht dargestelltes Kabelende auf, wobei am entge ^¬ gengesetzten Ende des Stiftkontakts 12 zwei Zungen 20a ange ^¬ bracht sind, die als relativ zueinander bewegliche Teilberei ^¬ che ausgeführt sind. Die Relativbewegung dieser Teilbereiche ist aufgrund der Elastizität des metallischen Materials des

Stiftkontakts möglich. Zwischen den Zungen 20a ist der piezoelektrische Sensor 15a gehalten.

Der Steckverbinder 18b ist als Buchsenkontakt 11 ausgeführt und besitzt eine Montagefläche 21 zur Montage auf einem

Schaltungsträger 22. Der Buchsenkontakt 11 weist ein Kontakt- plättchen 23 auf, welches aus dem Gehäuse 13b herausgeführt ist und auf dem Schaltungsträger 22 aufliegt. Hierdurch ist eine elektrische Kontaktierung des Buchsenkontakts 11 auf dem Schaltungsträger 22 beispielsweise mittels einer nicht näher dargestellten Lötverbindung möglich. Außerdem weist auch der Buchsenkontakt 11 zwei Zungen 20b auf, die durch den Stift ^¬ kontakt 12 beim Schließen der Steckverbindung auseinandergebogen werden. Hierbei wird im piezoelektrischen Sensor 15b, der zwischen einer der Zungen 20b und dem Gehäuse 13b angebracht ist, ein elektrisches Signal generiert, welches über den Messstromkreis 16b in die Auswertungseinheit 17b einge ^¬ speist werden kann. Die piezoelektrischen Sensoren bestehen jeweils aus einem Piezokristall 24, an dessen Oberseite und Unterseite Elektrodenplatten 25 angebracht sind. Diese sind mit dem Stromkreis 16a, 16b verbunden. Außerdem ist zu den metallischen Kontaktstrukturen 11, 12 jeweils eine elektri- sehe Isolationsschicht 26 angeordnet, damit eine Ladung auf dem Piezokristall nicht in die Kontaktstruktur 11, 12 ablie ^¬ ßen kann. Das Gehäuse 13b ist aus Kunststoff gefertigt, wes ^¬ wegen eine Isolation des piezoelektrischen Sensors 15b zum Gehäuse 13b nicht notwendig ist. Anders verhält sich dies bei dem piezoelektrischen Sensor 15a, der sich beidseitig an den Zungen 20a abstützt und deswegen beidseitig Isolationsschichten 26 aufweist.

Der piezoelektrische Sensor 15c gemäß Figur 2 ist mehrschich- tig aufgebaut. Er besteht aus mehreren Scheiben 27 aus einem piezoelektrischen Material, beispielsweise einer piezoelekt ^¬ rischen Keramik, wie einer Blei-Zirkonat-Titanat-Keramik oder einem einkristallinen Material, wie Quarz, Turmalin oder Galliumphosphat. Diese Scheiben 27 sind zwischen Elektroden- platten angeordnet, die wechselseitig den Pluspol bzw. den Minuspol für den Stromkreis 16a, 16b bilden. Damit sind die Scheiben mechanisch in Serie elektrisch jedoch parallel geschaltet, wodurch die erzeugbare Ladungsmenge vergrößert wird, um ein besser detektierbares Signal zu erhalten und gleichzeitig die Energieversorgung der Auswertungseinheit 17b zu erhöhen.

Die Auswertungseinheit 17b ist schematisch als Blockschalt ^¬ bild dargestellt. Sie weist einen Prozessor 28 auf, der die Auswertungseinheit 17b steuert. Einerseits wird die Auswer ^¬ tungseinheit über den Prozessor 28 aktiviert, sobald ein Sen ^¬ sorsignal des piezoelektrischen Sensors 15c über den Stromkreis 16b fließt, wodurch die Auswertungseinheit 17b akti ^¬ viert wird. Dieses Ereignis wird in dem Prozessor gezählt und in einem Speichermodul 29 als Zahl abgelegt.

Weiterhin ist ein Ausgabemodul 30 vorgesehen, welches durch unterschiedliche Funktionen gekennzeichnet sein kann. Bei- spielsweise kann das Ausgabemodul 30 aus einer roten und ei ^¬ ner grünen Leuchtdiode bestehen, wobei noch während des Lö ^¬ sens oder Schließens der Steckverbindung der erzeugte Strom genutzt wird, um im Rahmen der Lebensdauer ein grünes Blink- signal auszugeben und bei Überschreiten der Lebensdauer ein rotes Blinksignal auszugeben. Stattdessen kann auch ein LCD- Display verwendet werden, welches die Zahl der Steckzyklen anzeigt. Hierbei ist zu beachten, dass ein Steckzyklus aus zwei Ereignissen, nämlich dem Öffnen und Schließen, besteht, so dass die gezählten Ereignisse durch zwei geteilt werden müssen, um die Zahl der Steckzyklen zu ermitteln.

Eine weitere Möglichkeit, die optional oder zusätzlich zu den bereits erwähnten Anwendungen finden kann, ist die Ausgestal- tung des Ausgabemoduls als RFID-Tag. Hierdurch besteht die

Möglichkeit, die Zahl der Steckzyklen mit einem Lesegerät je ^¬ derzeit auslesen zu können, wobei die Ernergieversorgung von außen durch eine Antenne erfolgt. Die Funktionalität des Transponders kann mit dem Prozessor 28 eine Baueinheit bilden oder in dem Ausgabemodul 30 integriert sein. Auf jeden Fall muss die über die Antenne in die Auswertungseinheit 17b ein ^¬ gespeiste Energie auch ausreichen, damit der Prozessor 28 aus dem Speichermodul 29 die Information der Zyklenzahl abruft. Optional und daher gestrichelt dargestellt kann zusätzlich auch ein Energiemodul 31 in der Auswertungseinheit 17b inte ^¬ griert sein. Hierbei kann es sich um einen elektrischen Energiespeicher oder auch um eine Kombination aus Energiespeicher und Energieerzeuger handeln. Im letzteren Falle muss der Energiespeicher aufladbar sein, um die Energie des Energieerzeugers Zwischenspeichern zu können. Der Energieerzeuger kann beispielsweise eine Solarzelle sein.

In Figur 3 sind weitere Anbringungsmöglichkeiten für piezoe- lektrische Sensoren 15d, 15e, 15f in dem Gehäuse 18b gezeigt, mit denen unterschiedliche Effekte des Steckvorgangs detek- tiert werden können. Der piezoelektrische Sensor 15d ist an der Wand des Gehäuses 13b angebracht und bildet so den Teil einer Aufnahmefläche 32. Bei der Aufnahmefläche handelt es sich um den Teil der Fläche in dem Steckverbinder 18b, die mit dem Steckverbinder 18a im geschlossenen Zustand direkt kontaktiert. Beim Schließen der Steckverbindung 18a, 18b wird eine Steckkraft aufgebracht, die auch zum Einschnappen einer Rastverbindung 33 beiträgt. Die Steckkraft wird über die Auf ^¬ nahmefläche 32 auf den piezoelektrischen Sensor 15d übertragen und kann so gezählt werden. Ein weiterer Teil der Aufnahmefläche 32 ist zwischen den Sei ^¬ tenwänden der beiden Gehäuse 13a, 13b ausgebildet. Durch die Passung zwischen den Bauteilen wird auf das Gehäuse 13b ein Druck ausgeübt, welcher durch den piezoelektrischen Sensor 15e detektiert werden kann. Dieser ist vollständig in das Ma- terial des Gehäuses 13b eingegossen, wobei dieses elastisch ist und der durch das Gehäuse 13a ausgeübte Druck auf den eingegossenen piezoelektrischen Sensor 15e übertragen wird.

Der piezoelektrische Sensor 15f ist in einer Vertiefung des Gehäuses 13b derart angebracht, dass dieser einen Teil der Aufnahmefläche 32 bildet und beim Stecken daher mit dem Ge ^¬ häuse 13a in Kontakt kommt. Während des Steckvorgangs ent ^¬ steht daher eine Reibkraft, die sich auf dem piezoelektri ^¬ schen Sensor überträgt und ein elektrisches Signal des piezo- elektrischen Sensors auslöst. Anders als die bereits be ^¬ schriebenen piezoelektrischen Sensoren 15a, 15b, 15c, 15d, 15e, die den Longitudinaleffekt zur Erzeugung des Sensorsig ^¬ nals nutzen, wird bei dem Sensor 15f zur Erzeugung des Sensorsignals der Schäleffekt genutzt. Auch zur Ausnutzung des Schäleffekts kann der Sensor, wie in Figur 2 beschrieben, mehrschichtig aufgebaut sein.

In den Figuren 1 bis 3 sind für die Sensoren 15a bis 15f Einbaubeispiele angegeben. Um Steckzyklen erfassen zu können, sind nicht notwendigerweise mehrere Sensoren erforderlich, auch wenn diese die Sicherheit der Erfassung von Steckzyklen erhöhen. Um für einen Steckverbinder Steckzyklen zählen zu können, benötigt man in diesem mindestens einen piezoelektri- sehen Sensor. Sofern die Steckverbindung miteinander fest zugeordneten Steckverbindern durchgeführt werden soll, genügt es sogar, nur in einem der beiden Steckverbinder die Steckzyklen zu zählen.