Problembeschreibung Leitungen für flüssige oder gasförmige Medien verfügen oft über Verbindungen, sog."Quick- connectors", mir deren Hilfe die Leitungen von Hand oder mittels Roboter verbunden werden. Diese Quick-connectors werden meist an schwer zugänglichen Stellen eingesetzt, um den Montageaufwand gering zu halten. Bei Treibstofftanks besteht z. B. häufig die Notwendigkeit, im Inneren der Leitungen verlegen und verbinden zu müssen, deren korrekte Verbindung einen wesentlichen Einfluß auf die Funktion und die Sicherheit z. B. eines Fahrzeugs hat.
Eine Oberprüfung auf sicheren Sitz der Verbindung während der Montage ist meist nicht möglich bzw. so aufwändig, dass Fehler oft erst im Betrieb auftreten. Der Aufwand, um einen solchen Fehler erst einmal zu lokalisieren ist enorm, während die Beseitigung bei Kenntnis der Lage des Fehlers oft sehr einfach und zu beseitigen und kann sogar extrem kostspielige Rückrufaktionen notwendig machen.
Stand der Technik US 2003218335 beschreibt einen Quick-connector, bei dem die Verbindung durch einen Schiebering gesichert wird. Eine Kontrolle der Verbindung nach dem Einbau oder bei späterem Versagen ist nur durch direkte Prüfung möglich. In einer ungünstigen Einbaulage ist eine Kontrolle erst durch Ausbau möglich.
WO 03083346 und WO 03089830 beschreiben ebenfalls Quick-connectoren für flüssige Medien, bei denen die Verbindung durch radial eingesteckte, Sicherungsbügel gesichert wird, bei späterem Versagen die Verbindung in einer ungünstigen Einbaulage ist auch hier eine Kontrolle nur durch direkte Prüfung möglich.
GB 2390234 beschreibt eine Steckverbindung in einem Kraftstofftank zum Anschluß der Stromversorgung einer im Tank untergebrachter Benzinpumpe.
Sowohl CA 2272867 wie auch US 6637780, beschreiben Quick-connectoren mit visuell erkennbaren Anzeigen, die jedoch zweckmäßig nur an gut einsehbaren Stellen verwendet werden können.
Derzeit werden diese Verbindungen z. B. durch Stichproben mittels Füllung und/oder unter Druck geprüft, wodurch das Auftreten eines Fehlers zwar mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit reduziert, aber bei weitem nicht ausgeschlossen werden kann. Die Fehlersuche bei Störungen, die erst während des Betriebs auftreten, gestaltet sich oftmals sehr zeit-und kostenintensiv, weil erst mehrere Baugruppen entfernt werden müssen, bevor der Fehler einwandfrei lokalisiert ist.
Aufgabe Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungselemente für Leitungen (8) von Flüssigkeiten, Gasen oder elektrischen, optischen oder sonstigen Medien, unabhängig von ihrer Konstruktionsart (geschraubt, gesteckt, einschubartig etc. ) zu schaffen bzw. herzustellen, deren korrekter Sitz bereits bei der Montage zuverlässig überprüft werden kann. Ferner sollen die erfindungsgemäßen Verbindungen ermöglichen, dass beim Auftreten eines Fehlers in einer dieser Verbindungen diese ohne vorherige Demontage oder Freilegung z. B. berührungslos eindeutig lokalisiert werden kann. Neben der Kostenersparnis bei der Behebung möglicher Störungen erlauben es diese Verbindungselemente-z. B. bei sicherheitsrelevanten Verbindungen-die weitere Zufuhr von evtl. gefährlichen Medien in diesen Leitungen abzusperren. Neben der reinen Überwachung und Lokalisierung kann beispielsweise auch eine Abschaltung oder Not-Aus Funktion über eine solche Verbindung ausgelöst werden. Durch die Möglichkeit, eine schadhafte Verbindung sofort erkennbar zu machen, kann der Einsatz solcher Schnellverbindungen auch bei Leitungen erfolgen, bei denen das nicht sofort erkennbare Versagen einer Verbindung Sicherheitsrisiken birgt (Bremsleitungen). Durch die Möglichkeit einer Codierung kann der genaue Ort einer fehlerhaften Verbindung festgestellt werden, was besonders bei in Reihe geschalteten Leitungsverbindungen von Bedeutung sein kann.
Beschreibung"prüfbare Verbindung" Die erfindungsgemäßen Verbindungsstücke (1) u. (2) sind so gestaltet, dass sie elektrisch leitende Kontaktflächen (4) aufweisen, welche sich bei korrektem Sitz der Verbindungselemente (1) u. (2) unbedingt direkt bzw. über eine Brücke ( (5) mit den Kontaktflächen (4a) und der Verbindungsleitung (3a) berühren müssen. Diese Kontaktflächen sind entweder mit einem elektrischen Leiter (3) bzw. einer Antenne (A) und dem dazugehörigen Transponder (T) verbunden oder führen direkt zu Anzeigegeräten in räumlicher Distanz zur Verbindungsstelle (nicht dargestellt). Bei einer sicheren Verbindung beider Steckteile (Männchen (1) und Weibchen (2) und evtl. Brücke (5)) wird ein durchgehender Leiter gebildet.
Über die Durchgängigkeit bzw. Trennung dieses Leiters kann dann die Funktionstüchtigkeit der Verbindung abgefragt und/oder angezeigt werden.
Bei der Verwendung von Transpondern anstatt elektrischer Leitungen, die bis zu einer Verbindungsstelle geführt werden müssen, sind vorzugsweise passive Transponder angedacht. Im Unterschied zu aktiven Transpondern benötigen diese keine eigene Stromversorgung und damit auch keine weiteren Zuleitungen.
Passive Transponder bestehen im wesentlichen aus einem Chip (T) und einer Antenne (A). Diese beiden Bauteile werden durch die elektrisch leitenden Kontakte zu einer funktionalen Einheit verbunden.
Den benötigten Strom erhält der Chip induktiv über die Antenne aus dem HF-Feld, welches üblicherweise von der Leseeinheit erzeugt wird. Über dieselbe Antenne findet auch der Datenaustausch zwischen Lesegerät und Transponder statt. Sind mehrere Steckverbindungen in einer größeren Anlage oder in einem Fahrzeug eingebaut, sind durch unterschiedliche Codierungen der Transponder die sicheren bzw. fehlerhaften Verbindungen eindeutig identifizierbar.
Passive Transponder besitzen darüber hinaus eine Reihe von weiteren Vorteilen : Sie sind adressierbar sie sind völlig wartungsfrei besitzen eine hohe Lebensdauer können in geringen Abmessungen hergestellt werden und z. B.
* in 0 !- bzw. benzinfesten Materialien eingekapselt sein.
Diese Anwendung ist besonders im Inneren von abgedichteten Behältern (z. B. Kraftstofftanks in Automobilen) sehr vorteilhaft, weil die Durchführungen für diese Zuleitungen entfallen und damit auch das Risiko von Undichtigkeiten sinkt und die Kosten für zusätzliche Abdichtmaßnahmen entfallen.
Es sind auch Anwendungen denkbar, bei denen eine sichere Verbindung durch die Trennung der Kontakte bzw. durch Trennung und Verbindung mit einem anderen Kontakt (Umschaltung) angezeigt wird bzw. berührungslos detektiert werden kann.
Verzeichnis der Abbildungen Die Abbildungen stellen vorzugsweise Ausführungsbeispiele schematisch und nur im Prinzip dar. Die tatsächlichen Ausführungsformen können in der Geometrie erheblich abweichen.
Fig. 1 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2) im offenen Zustand. Auf dem Stecker (1) befinden sich die Antenne (A) und der Transponder (T), die über eine Leitung (3) mit den Kontaktflächen (4) verbunden sind. Die Brücke (5) wird radial in die Aussparungen (6) der Buchse (2) eingesteckt, sichert die Verbindung mechanisch über die Einbuchtungen (7) im Stecker (1) und stellt über die Kontakte (4) die elektrische Verbindung her.
Fig. 1a zeigt die Steckverbindung der Fig. 1 im zusammengesteckten Zustand.
Fig. 1b zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2) im offenen Zustand. Am Stecker (1) befinden sich die elektrischen Leitungen (3), die mit den Kontaktflächen (4) verbunden sind. Die Brücke (5) wird radial in die Aussparungen (6) der Buchse (2) eingesteckt, sichert die Verbindung mechanisch über die Einbuchtungen (7) im Stecker (1) und stellt über die Kontakte (4) die elektrische Verbindung her. Das Anzeigegerät (9) ist an die Leitungen 3 angeschlossen.
Fig. 2 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2), bei der sich der Transponder und die Antenne auf je einem der beiden Bauteile befinden. a stellt den Zustand vor dem Verbinden (T) und (A) getrennt, b den Zustand bei korrekter Verbindung ( (T) und (A) verbunden) und c den Zustand nach der Trennung der Verbindung ( (T) und (A) getrennt) dar.
Fig. 3 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2), bei der sich der Transponder und die Antenne auf nur einem der beiden Bauteile (hier Stecker (1)) befinden, die Brücke (11) befindet sich auf dem anderen Bauteil (hier Buchse (2)).. a stellt den Zustand vor dem Verbinden ( (T) und (A) getrennt), b den Zustand bei korrekter Verbindung ( (T) und (A) verbunden) und c den Zustand nach der Trennung der Verbindung ( (T) und (A) getrennt) dar.
Fig. 4 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2), bei der sich der Transponder und die Antenne auf nur einem der beiden Bauteile (hier Stecker (1)) befinden, die Brücke (11) befindet sich auf dem anderen Bauteil (hier Buchse (2)).. a stellt den Zustand vor dem Verbinden ( (T) und (A) getrennt), b den Zustand bei korrekter Verbindung ( (T) und (A) verbunden) und c den Zustand nach der Trennung der Verbindung ( (T) und (A) bleiben verbunden) dar.
Nach Trennung der Verbindung verbleibt die Brücke (11) am Stecker (1).
Fig. 5 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2), bei der sich der Transponder (T) und die Antenne (A) auf nur einem der beiden Bauteile (hier Stecker (1)) befinden. Vor dem Zusammentecken der Verbindung sind Transponder und Antenne miteinander verbunden (12). Der Trennkeil (13) befindet sich auf dem anderen Bauteil (hier Buchse (2)). a stellt den Zustand vor dem Verbinden ( (T) und (A) verbunden), b den Zustand bei korrekter Verbindung ( (T) und (A) getrennt) und c den Zustand nach der Trennung der Verbindung ( (T) und (A) wieder verbunden), dar.
Fig. 6 zeigt eine Steckverbindung mit einem Stecker (1) und einer Buchse (2), bei der sich der Transponder (T) und die Antenne (A) auf nur einem der beiden Bauteile (hier Stecker (1)) befinden. Vor dem Zusammentecken der Verbindung sind Transponder und Antenne miteinander verbunden (12). Der Trennkeil (13) befindet sich auf dem anderen Bauteil (hier Buchse (2)). a stellt den Zustand vor dem Verbinden ( (T) und (A) verbunden), b den Zustand bei korrekter Verbindung ( (T) und (A) getrennt) und c den Zustand nach der Trennung der Verbindung ( (T) und (A) bleiben getrennt), dar.
Verzeichnis der Numerierungen A Antenne T Transponder a Zustand vor den Zusammenstecken b Zustand bei korrekter Verbindung c Zustand nach Trennung der Verbindung 1 Stecker (Männchen) 2 Buchse (Weibchen) 3 elektrische Leitung 3a elektrische Leitung in Brücke 4 Kontaktflächen 4a Kontaktflächen auf Brücke 5 Brücke (repräsentativ für jede mechanische Sicherung) 6 Einschub für Brücke in Buchse 7 Einbuchtung für Brücke in Stecker 8 Leitungen, die miteinander verbunden werden sollen 9 Anzeige 10 Stromversorgung 11 Elektrische Brücke 12 Kontakt zwischen (T) und (A) 13 Trennstück für Kontakt zwischen (T) und (A)
