CN210665826U - 接触装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种适于测量和/或其他接触测试的接触装置，该装置包括：头部单元，其包括在其第一端处具有加宽部的柱塞，以及在柱塞的第二端上的头部元件；管元件，其具有第三端以及与第三端相对的第四端，在第三端处接纳柱塞的加宽部，且凭借布置于第三端处的向内突出凸缘部将加宽部保持在其内部空间中；以及弹性元件，其布置于管元件的内部空间中，抵靠加宽部的端部且抵靠管元件的闭合第四端支承。柱塞的第二端在该加宽部抵靠凸缘部的情况中从该管元件突出。在根据本实用新型的接触装置中，头部元件以及柱塞的该第二端通过收缩配合或通过压配彼此连接。

Description

接触装置

技术领域

本实用新型涉及一种适于测量和/或其他接触测试的接触装置(诸如接脚探针或开关探针)。

背景技术

所谓的接脚探针(pin probe)及开关探针(switch probe)(统称为接触装置)用于许多工业领域中，尤其用于测试印刷电路。由于这些装置的细长构造(例如，为了尽可能多的这些装置可布置于彼此旁边而用于给定表面区域的分析而设置)，且由于其等厚度相对较小(通常小于一个cm)，关于这些装置广泛使用术语“接脚探针”。

广泛可购得的常规接脚探针由三个部件组成：一体制成的头部单元(具有头部及与其一体的柱塞)、本体和弹簧。在图13中示出该常规接脚探针；弹性元件20’布置于图13中示出的接脚探针的管元件10’(在一侧闭合)的内部空间中。弹性元件20’借由从前方插入至管元件10’(接脚探针本体) 中的柱塞14’偏置，且柱塞14’的加宽部15’抵靠弹性元件20’支承。头部16’与柱塞14’制成一体。为了将柱塞14’的加宽部15’保持在管元件10’内部，图13中图示的方法(即，借由在柱塞14’处的管元件10’的端部处压制管元件10’的材料而形成凹槽25’)广泛应用于已知方案中。如从管元件10’内部所见，借由凹槽25’形成突出部；该突出部防止柱塞14’的加宽部15’从管元件10’脱出。接脚探针柱塞的直径通常在0.15mm至10mm之间(尽管后一数值仅应用于极端情况中)，且最常见地在1－2mm之间。柱塞的加宽部比柱塞的剩余部分宽约10％至30％、例如，15％。接纳加宽部的管元件的直径通常超过加宽部的直径达10％至30％。

因此，同样在图13中图示的常规接脚探针组装如下。作为第一步骤，将弹簧插入至接脚探针本体中，即，将其推入其中直至接脚探针本体的闭合端。接着，将接脚探针的柱塞(与接脚探针头部制成一个材料件)插入至本体中。在闭合滚卷本体之前，将弹簧偏置，接着由前方施加滚卷闭合接脚探针本体。

在特定接脚探针类型、如图13中示出的接脚探针中，头部具有比柱塞更大的直径，因该该类型的接脚可仅从前方组装，即，柱塞可仅从前方插入至接脚探针本体(管元件10’)中，这是因为否则其无法通过管元件。这些已知接脚探针的缺点如下：

－在制造(与头部元件一体地构造的)柱塞时(即，在机加工/切割操作期间)(尤其若需要大直径头部)产生大量废料；

－由于头部单元(即包括头部和柱塞的单元)由大直径材料制成，因此制造(机加工)的持续时间相当长；

－存在对于许多不同头部类型的市场需求；然而，在一体式头部单元的情况中，库存各种头部单元类型涉及高制造及储存成本；

－在应用图13中示出的常规接脚探针类型时，尤其若未及时替换磨损接脚的话，存在探针(柱塞)脱出且导致事故(甚至眼损伤)的危险；

－在常规接脚探针的情况中，借由滚卷闭合接脚的前方(滚卷操作执行如下：接脚探针以100－1000/分的速度绕其轴旋转，且从轴线的两个相对侧接近探针，利用圆盘以圆形方式使管元件的壁凹进)，这导致在接脚探针的柱塞与接脚探针的本体(管元件)之间形成较大间隙，从而允许接脚(柱塞)从轴向移位(倾斜至一侧)，这可能在较小测试点的情况中导致测试误差，这是因为无法由头部(头部元件)、优选地是其突出尖端、尖突精确地命中测试点；

－因为接脚探针本体与接脚探针柱塞之间的接触表面小，上述常规接脚探针导致高电阻，因为弹性元件(弹簧)与柱塞持续接触，实践中将由弹性元件(弹簧)携载电流，柱塞具有受其机械尺寸限制的导电性；由于柱塞与接脚探针本体之间的相对较小(且在一些情况中不可靠、可移动的) 接触表面，接脚探针本体(管元件的壁)的电流携载功能降低；

－在常规接脚探针的情况中，保持库存少量探针并不经济(少量探针的价格可因此而上升)；

－由于所适用(适当)的公差且由于其等组装方法，常规接脚探针呈现较大“摆动”(如图14中图示)，具有高内电阻，且仅可传递小电流；“摆动”可能导致不可预测、不可靠的电气测量；

－应用于常规接脚探针中的(不非常精确、偶然实施)机械引导件在短时间内导致磨损，这进一步增大“摆动”(游隙)且缩短探针的替换周期，这是因为其等变得无法命中测试点；这可能导致额外成本。

在GB 2,347,023 A中公开了一种弹簧测量装置，其调适成在两侧提供电气接触且可适用于测试半导体(例如，微控制器)。在根据文件的布置中，测量装置布置于两个围板(embracing plate)之间，使得它们的突出端布置成矩阵状样式。测量装置包括滑动至彼此中的两个局部装置，将弹簧引入于各局部装置的各自加宽部之间；除此以外，还借由加宽部(通过抵靠围板)确保局部装置无法脱离围板之间的区域。因此，滑动至彼此中的两个局部装置被弹簧压靠于围板，且当从围板突出的局部装置的各自尖部 (头部元件)经受适当方向的力时，它们在各板之间被向内压。

在GB 2,347,023 A的技术方法的变化例(图12)中，局部装置的头部元件和加宽部形成与局部装置的面向另一局部装置的其他部分分开制成的一体部分(实质上头部单元)。各分开的区段凭借接脚和钻孔例如利用螺纹将其等压在一起或压接而互连。应用该分开件构造以便使无头部单元的局部装置的部分可互连(例如，通过压接)；随后可在互连部分上拉动弹簧；在此之后才附接夹住弹簧(或其中一者)的加宽部。应用该组装顺序，这是因为若在压接期间将存在夹住弹簧的加宽部，则也将必须在待压接部分上拉动弹簧(因为稍后将不可能这样做)。因此，弹簧将妨碍压接操作且举例而言其将必须在不同步骤中被压低，使得可利用压接工具进行互连。

然而，在GB 2,347,023中描述的技术方法中，加宽部保持在由两个板所包围的区域内部，且因此稍后附接的局部装置的部件即使在互连失效的情况下也无法离开由两个板所包围的区域。

在CH 642 489中公开了调适成测量和测试目的的另外的接触装置。根据该文件的接触装置的柱塞是柔性的(当其触碰障碍物时弯曲，参见该文件的图2)，且可穿过开口，该柱塞从本体延伸通过该开口(柱塞的突出端比本体更窄)。弹簧布置于接触装置的本体内部，介于柱塞的增厚(加宽) 部与接触装置的与其中柱塞从本体延伸的端部相对放置的端部之间。

在US 2007/0296436 A1中，提及例如由钯制成接触装置的柱塞(及因此还有与其一体制成的头部)。

在DE 83 30 915 U1中公开了一种接触装置，其中，头部通过焊接而连接至接触装置的外端处的柱塞。焊接还应用于闭合装置的本体。焊接的巨大缺点在于，进行高精度焊接是麻烦的，尤其在具有(最大几毫米的)较小直径的柱塞的接脚探针的情况下。另一缺点是在焊接期间可能产生的倒刺可改变装置的特性。

在DE 87 01 205 U1中也提出了接触装置的头部元件的焊接连接。替代地，头部元件借助可释放连接而连接至由弹簧圆形地包围的元件。

在US 6,464,511 B1中公开了具有相对于柱塞的纵向轴线以不同于90°的角度定向的端部的柱塞(具有倾斜端部的柱塞)。

在US 4,787,861、US 5,004,977、US 5,045,780、US 2003/0134526 A1、 US 2007/018666 A1、US 2009/243640 A1、US 2016/187382A1、US 2008/0122464 A1、DE 26 57 016A1、DE 33 40 431 A1、DE 40 43 312 A1、DE 84 17 746 U1、JP H06 80179U、JP2002202323 A2、JP 2010 085292 A 中公开了其他已知接触探针(接触装置)。

鉴于已知方法，出现了对于接触装置的需要，其对于相同柱塞直径而言更经济且材料消耗较少。

实用新型内容

本实用新型的基本目的在于，提供一种接触装置，其尽最大可能免于现有技术方法的缺点。

本实用新型的进一步的目的在于，提供一种接触装置，其允许对于相同柱塞直径而言更经济地且以较少材料消耗制造接触装置，且特别是其形成头部单元的一部分的柱塞。

本实用新型的更进一步的目标在于，拓宽适用材料的范围，且使其相较于已知方案更经济地以相对较少数量制造接触装置或头部单元。

可借由本实用新型的接触装置来实现本实用新型的目标。

在本实用新型的技术领域中，由于技术限制，迄今为止尚未提供应用压配或收缩配合连接的方案。长期以来这些互连模式不适用于具有接脚探针的尺寸特性的部件(例如，用于具有几mm厚度的非常纤细的接脚探针)，但它们现已可通过当前的技术而变得可用。根据本实用新型的接触装置具有以下例示性尺寸：接脚探针本体的直径(即，管元件的外径)通常在1.5mm 至4.0mm之间，其中，完全组装的测试探针的长度通常在30mm至40mm 之间。

如下文中详述的，在接触装置中头部元件与柱塞借由压配或收缩配合的互连具有若干优势(例如，减少废料的数量)。通过广泛测试，我们已确定根据本实用新型的接触装置优选地具有长使用寿命，且特别优选地允许在头部元件中应用极其耐用材料(例如，钯合金)。

附图说明

下文中参考以下附图通过示例描述本实用新型的优选实施例，附图中：

图1是图示根据本实用新型的接触装置的实施例的分解视图，

图2是根据图1的本实用新型的实施例中应用的头部元件的剖视图；

图3是根据图1的本实用新型的实施例中应用的柱塞的空间视图；

图4是本实用新型的另一实施例中的柱塞的空间视图；

图5是本实用新型的另外实施例中的头部元件的剖视图；

图6是本实用新型的另外实施例中的柱塞的空间视图；

图7是本实用新型的另外实施例中的柱塞的空间视图；

图8是本实用新型的另外实施例中的头部元件的剖视图；

图9是本实用新型的实施例中的头部元件的剖视图；

图10以剖视图示出了本实用新型的实施例中的具有敞开端的管元件；

图11是本实用新型的实施例中的根据本实用新型的接触装置的空间视图；

图12是本实用新型的实施例中应用的插塞元件的空间视图；

图13是图示现有技术的接触装置的分解图；

图14是图示现有技术的接触装置的分解图；

图15是图示根据本实用新型的实施例的接触装置的分解图；

图16是图示本实用新型的另外实施例的分解图；

图17是图示本实用新型的另外实施例的分解图；

图18－24图示根据本实用新型的头部单元的各种实施例；

图25－33是图示根据本实用新型的制造接触装置的方法的实施例的视图；

图34图示根据本实用新型的接触装置的实施例的操作；以及

图35－42图示根据本实用新型的头部单元的各种另外实施例。

具体实施方式

在图1中示出根据本实用新型的接触装置(即，接脚探针，即，具有被调适成执行测量的可移动柱塞的测量装置11)的实施例。测量装置11 包括头部单元(头部模块)，该头部单元包括柱塞14(杆、轴杆)，柱塞 14具有在其第一端处的加宽部28以及在柱塞14的第二端处的头部元件16。因此，术语“头部单元”在本文中用于指代包括头部元件和柱塞的单元。测量装置11还包括：管元件10(筒)，其具有第三端及与该第三端相对的第四端(本实施例中这些端部是引导端15及馈送端17，参见图10)，其在第三端处接纳柱塞14的加宽部28，且凭借布置于第三端处的向内突出(向内延伸)的凸缘部(部分；此处事先形成引导凸缘部18，但在其他实施例中可随后(后来)形成向内突出凸缘部，比如如图13中所见的凹槽25’) 将加宽部28保持在其内部空间中；以及弹性元件20，其被布置于管元件 10m的内部空间中且抵靠加宽部28的端部且抵靠管元件10的闭合的第四端(此处闭合端由插塞元件12制成；在利用前方组装的实施例中，闭合端在制造时可能已闭合)支承。根据图1(及后续附图)，柱塞14因此被布置成使得其设有加宽部28的第一端延伸(伸)至管元件10中(其借由凸缘部而被固持在内部空间中)；取决于弹性元件20的偏置，柱塞14的较窄部分也在一定程度上进入管元件10的内部空间，且柱塞14的剩余部从管元件10向外突出(延伸)。附图中图示的管元件具有平直构造。在根据本实用新型的接触装置中，头部元件和柱塞通常是刚性的，且柱塞的体积、即所需材料的量通常比头部元件的体积大至少2－3倍、可选地大至少10 倍。

根据本实用新型的接触装置中应用的柱塞优选地具有长圆形(oblong shape)(本质上，杆形状)，在柱塞的第一端处形成加宽部(延伸至管元件中)；该端部可被称为“夹持端”，或管元件处的端部。柱塞的另一端是头部元件所连接的第二端；该端部可被称为“头端”或面向头部元件的端部。

管元件是具有壁和由壁围封的内部空间(其不一定具有精确圆形截面，然而，圆形截面是优选的)以及两个端部的管状元件。一个端部在制造时可能已闭合，或可例如借由插塞元件闭合(在后一种情形中，在本实用新型的实施例中，该端部充当馈送端)。另一端部被调适用成引导柱塞，其中，在该端部上形成凸缘部，以便防止柱塞的加宽端离开管元件的内部空间。管元件的两个端部可被称为第一端和第二端(或根据权利要求中所应用的编号，被称为第三端和第四端)。

在图1的实施例中，应用用于闭合管元件10的位于与柱塞14相对的端部的插塞元件12而制备管元件10的闭合端。如下文中描述的，管元件 10的该端部仅在已通过其将柱塞14引入管元件10内部之后才闭合。在图 1中还示出通过压制形成的凹槽22。如图12中图示的，凹槽56被布置于插塞元件12的壁中；可通过在适当位置处将管元件10的壁压至该凹槽56 中而形成凹槽22(即，插塞元件12与管元件10之间的互连)。

向内突出的凸缘部优选是被调适成引导柱塞14的引导凸缘部18，因此其提供管元件10与柱塞14之间的相对较大接触表面，但凸缘部也可实施为向内突出的边缘，该向内突出的边缘可例如在将头部单元的对应部分、即柱塞的加宽部从前方引入至管元件中时形成。

因此，在根据本实用新型的接触装置的图示实施例中，在加宽部28抵靠凸缘部18的情况下(即，当加宽部28与凸缘部18接触、即抵靠凸缘部 18支承时)，柱塞14的第二端从管元件10突出(伸出)，且头部元件16 和柱塞14的第二端凭借收缩配合(过盈配合、收缩结合)或压配彼此连接。因此，在根据本实用新型的接触装置中，当加宽部抵靠引导凸缘部(或抵靠以其他方式构造的凸缘部)支承时，柱塞的第二端从管元件向外突出(延伸)。柱塞通常在头部单元未被向内压制的情形中借由弹性元件被推动至此状态中，即，这是柱塞的基本状态。

相应地，在根据本实用新型的接触装置中，头部元件凭借压配或收缩配合连接至从管元件突出的柱塞的端部。如上文中所提及的，在GB 2,347,023 A中公开的技术方法中，该部分之后(随后)被连接至始终保持被夹在围板之间的部分装置，即，根据加宽部在随后附接的部件上的布置，其仅可从装置突出但无法自其脱出。

与其形成对照，根据本实用新型，附接至柱塞的部件(头部元件)连接至在抵靠凸缘部时(在基本状态中)从管元件突出的柱塞的端部。就随后附接头部元件而言，可区分两种情况。

1、若头部元件不比突出的柱塞的引导部更宽(垂直于轴向、即柱塞的移动方向测量)且弹性元件可被压缩至足够的量，则头部元件可(部分地) 进入(被压入)管元件(头部元件的该完全凹入通常不在测量中发生，且可例如通过弹性元件的适当定尺寸防止过度凹入)。

2、若头部元件具有比柱塞的突出的引导部更大的宽度(垂直于轴向、即柱塞的移动方向测量)，则头部元件无法进入管元件而是会抵靠管元件的第三端。

因此，与上述已知方法相反，随后附接的头部元件未在另一部件(如已知方法中的围板的边缘)的帮助下、例如通过抵靠于它而受保护以免离开装置。在已知方法中需要这种保护。然而，我们的试验表明可高品质地借由收缩配合或压配进行柱塞与头部元件之间的连接，该高品质使得在稍后时间释放连接的可能性可降低至充分逼近零，即，实践中可忽略事故(即，头部元件离开柱塞)的可能性，且因此可利用根据本实用新型的互连的优势。

根据上述内容，本实用新型的头部单元(头部元件和柱塞)并非由一件制成而是借由收缩配合或借由压配互连。借由收缩配合和借由压配进行的连接是长期永久接头，可选地涉及部件的变形；应用该连接模式可设置成，头部元件牢固地固定在柱塞的第二端处。若在接纳部处(例如，在包括钻孔的头部元件处)施加足够量的加热进行借由收缩配合的连接，则另一部分(例如，柱塞)可在加热状态中滑入至接纳部中。较低量的加热也可能是令人满意的，在该情形中，可施加压力将另一部分引入至接纳部中。通常需要将部件加热至摄氏几百度；精确温度取决于所应用的材料。

相应地，优选的是，替代于凭借边缘状凸缘部固持加宽部，应用引导凸缘部18(长度是0.5－5mm，通常是2－3mm)。由于其导电性质，应用引导凸缘部是更优选的。在已知方法中，要求包含凸缘部，以便可从前方组装已知接触装置；这是因为可在完成组装之后形成边缘状凸缘。不可能在组装装置之后形成根据本实用新型优选地应用的引导凸缘部(参见例如引导凸缘部18)(尽管已知管元件原则上可沿着纵向截面平坦化，但那样的话实践中将不可能提供柱塞与管元件之间的适当接触——类似于应用引导凸缘部所进行的接触的品质的接触)。引导凸缘部的长度是由该引导凸缘部引导的柱塞部(即，非加宽部)的直径的至少2/3。

因此，可应用引导凸缘部(例如，凸缘部18)、即具有较大长度的接触部，只要接触装置的头部元件和柱塞在柱塞已从后方(即，不在图10的引导端15处而在所谓的馈送端17处)引入至管元件中之后由两个分开件形成即可。由此，柱塞的加宽部无需穿过凸缘部。因此，在该实施例中，当柱塞已穿过凸缘部时，将头部元件施加于柱塞。在该情形中，之后(随后)闭合管元件的馈送端。

图1中图示的实施例也按照相同原理构造。在该实施例中，管元件10 的第四端在借助其第四端将柱塞14引入至管元件10的内部空间中之后且在布置弹性元件20之后闭合(即，柱塞14从后方引入至管元件10中，接着同样从后方引入弹性元件20且接着形成闭合端)，且头部元件16和柱塞14的第二端在使第二端穿过管元件10的第三端之后彼此连接(即，柱塞14从管元件10的相对端的方向穿过引导端15，且接着头部元件16连接至柱塞14的第二端)。图1的实施例是后方组装的实施例；在该实施例中，由于无需之后(随后)形成凸缘部，因此凸缘部能以仔细预设计的方式实施，优选地实施为引导凸缘部。

在后方组装的情况中，特别优选的是，仅在使柱塞穿过管元件且使其第二端穿过管元件的第三端之后连接头部元件。此优势尤其在头部元件比第三端的开口更宽时自行显露。同样，在应用比第三端的开口更窄的这种头部元件时(在该情形中，头部元件可能穿过凸缘部)，也存在可自由地选取所应用的头部元件(较窄或较宽者)的优势，即，从经济方面有利的是，可应用相同组装方法而与待附接的头部元件的精确类型或尺寸无关。

相较于广泛应用的已知方法，将柱塞和头部元件实施为借由收缩配合或压配彼此连接的分开部件具有以下附加优势：可在相对较少废料的情况下制作头部单元，这是因为根据本实用新型柱塞和头部元件由两个不同的材料件形成。可针对元件个别地(针对柱塞且针对头部元件分别地)选择初始材料件的尺寸，因此在许多情形中它们之间极大的尺寸差异(即，对于圆形截面件而言是直径的差异)在这些件被机加工时不导致大量废料。

该构造优选地还允许头部元件及柱塞可由两种不同材料形成。为了制造接触装置，例如接脚探针，特别优选的是应用钯或钯合金材料。然而，根据已知方法，由钯合金制造一体头部单元(头部元件和柱塞)涉及对于市场接收由这些材料制成的装置而言过高的成本。与其形成对照，根据本实用新型，仅由钯合金制造头部元件是可行的(这是因为从进行接触的方面来看，仅头部元件的材料性质、即适当的硬度是重要的)，头部元件随后在稍后制造阶段附接至柱塞。替代于钯合金，在该情形中，柱塞由具有适当特性的可更便宜地购得的材料制成。

因此，与代表现有技术的US 2007/0296436 A1的教示形成对照，在本实用新型中，头部元件和柱塞可优选地由不同材料制成。通过指定柱塞的材料，在US 2007/0296436 A1中指定了整个头部单元的材料，这是因为其由一件制成(参见例如图3)。然而，由钯(钯合金)制造整个头部单元将涉及高成本，使得实践中无法经济地应用这些测试探针。相反地，本实用新型允许仅用优选应用的钯或钯合金材料制造头部元件，而柱塞由不同材料制成。因此，本实用新型允许钯的经济应用。

因此，在本实用新型的实施例中，头部元件由钯合金制成，且柱塞由不同于钯合金的材料制成。同样优选的是，应用包括任意(甚至极低)量钯的这种钯合金，但更优选的是，应用包括至少20重量％的钯且在剩余部分中至多80重量％的其他材料(诸如银和铜)的这种钯合金。更优选地，利用除其他合金材料以外包括30重量％以上的钯的这种钯合金。特别优选地，利用除其他合金材料以外包括近似35重量％的钯的这种钯合金。例如，可应用包括精确或充分逼近35重量％的钯、35重量％的银和30重量％的铜 (35Ag-35Pd-30Cu)的这种钯合金。所应用合金的钯含量优选地不超过60 重量％，这是因为否则头部元件的制造成本将极高，且将几乎不可能借由切割来机加工。

由于在根据本实用新型的装置的情形中，可仅使头部元件由钯合金或一些其他有利材料制成(独立于柱塞)，因此根据本实用新型的接触装置允许更广范围的可用材料，且使其比运用已知方案更经济地以相对较低数量制造接触装置或头部单元。根据本实用新型的装置还使得在制造大量柱塞之后，各种头部均可附接至柱塞；在该阶段，仅需要制造头部元件以生产头部单元。

在实施例中，根据本实用新型的接触装置包括布置于柱塞和头部元件中的一者上的连接元件，以及布置于柱塞和头部元件中的另一者上且被调适成连接至连接元件的连接钻孔，以使头部元件和柱塞借由收缩配合或借由压配彼此连接。连接钻孔是腔体，其通常在一端处敞开且例如借由钻孔机或类似工具形成，或例如，在塑料部件的情形中，可将整个部件制造成钻孔在制造时已包含于其中。连接元件是可插入并附接至连接钻孔的突出部件(例如，接脚、短轴或柱塞端，参见下文)。

因此，在本实用新型的该实施例中，头部元件及柱塞经由连接元件和连接钻孔借由收缩配合或压配彼此连接。在绝大多数图示实施例中，连接元件借由柱塞自身的端部实施在柱塞上(柱塞的第二端充当连接元件)，且连接钻孔形成于头部元件中(陷入头部元件中)；然而，在一些实施例 (例如，图18、19和24的实施例)中，连接元件形成在头部元件上，且连接开口形成在柱塞中。可设想以下这种实施例：其中，柱塞上存在连接元件及连接钻孔，对应(匹配)的连接钻孔和连接元件布置于头部元件上。

图1中图示的实施例是这种实施例；在该实施例中，柱塞的第二端(面向头部元件的端部)充当连接元件，即其构造为连接元件。如下文中详细描述的，在图1的实施例中，在头部元件中形成连接钻孔。当然存在以下这种实施例(参见图18、19的实施例)：其中，连接钻孔形成在柱塞中，且或是头部元件面向柱塞的端部充当(构造为)连接元件，或是在头部元件的面向柱塞的端部处形成连接元件。

在图2中示出图1的实施例中应用的头部元件16。该头部元件16包括连接钻孔24。在与连接钻孔24相对定位的端部处，头部元件16包括接触部26，该接触部26在该实施例中实施为相等高度的若干接脚。如借由图 18－24和图35－42图示，借助根据本实用新型利用的头部元件，能够以基本上任何方式实施接触部。

如剖视图中示出的，头部元件16的连接钻孔24包括头部元件16内部的由圆锥形区域21终止的圆筒形区域。圆锥形区域21也可构造为与连接钻孔24成比例地更为平坦。布置圆锥形区域21的目的是提供用于接纳无法在压配/收缩配合程序期间在其他任何地方逸出的一定体积的空气的附加区域。在连接柱塞之后，该体积的空气以压缩状态接纳在圆锥形区域21中。

图3示出柱塞14的视图；在图中还示出柱塞14的第二端30以及加宽部28。图3示出在其第二端30处，柱塞14具有截头圆锥部，该截头圆锥部具有相对于其直径的极短长度。该截头圆锥部促进将柱塞14插入至连接钻孔24中。

在图4中示出非常类似于柱塞14的柱塞23。柱塞23与柱塞14的不同之处在于，替代于加宽部28，其具有加宽部29，该加宽部29具有(其平面)相对于柱塞23的轴线以除90°以外的角度放置的端部，即该端部被倾斜地切割。端部的平面通常相对于柱塞的轴线以45－85°的角度、优选地以 70－85°放置(例如可针对高电流应用有利地选择极低值，比如45°，在各种情形中，沿着柱塞轴线测量的加宽部29的轴向尺寸可能比附图中描绘的更长)；相应地，在图4中，垂直于轴线的平面与端部的平面之间的角度x 是5－45°，优选是5－20°。当应用这种端部时，由于借由弹性元件20使柱塞23倾斜，在管元件与柱塞23之间提供增大的连接表面积，从而导致现不仅由连接柱塞的弹性元件携载电流。因此，接触装置、例如测量装置可在测量装置的比电阻减小的情况下携载更高电流，且因此可延长测量装置的使用寿命。

根据本实用新型，柱塞14或23能够以两种方式连接至图2中图示的连接钻孔24：借由收缩配合或借由压配(举例而言，借由所谓的冷压配合)。这两种类型的互连的相同之处在于，连接元件(即，例如，待连接的柱塞的对应端部)具有比连接钻孔(连接凹口)更大的截面(即，在圆形截面的情形中，更大的直径)。就直径(有效直径)而言，这优选地意味着柱塞的直径(有效直径)比连接钻孔的直径(有效直径)大至少0.5％且至多 2％。即，若例如柱塞在待连接端(第二端)处的直径是2mm(具有0.01mm 的公差)，则钻孔的直径是1.98mm(具有0.01mm的公差)。

因此，在收缩配合的情形中，存在所谓的完全覆盖(overcovering)，即，柱塞的直径最初大于头部元件中形成的连接钻孔的直径。因此，在该实施例中，通过应用直径比被调适成匹配柱塞的形状且提供至柱塞的连接的头部元件的连接钻孔的直径更大的第二柱塞端，借由收缩配合将头部元件连接至柱塞的第二端。此外，在该实施例中，头部元件在收缩配合过程期间被加热以达成这种膨胀，使得柱塞的第二端可被引入至连接钻孔中，且接着将柱塞的第二端引入至头部元件的连接钻孔中。

优选地，在为了引入至连接钻孔中要在加热头部元件的同时冷却柱塞的第二端的情形中，必须施加较低量的加热。这是因为，在该情形中，柱塞的第二端经历收缩，因此且不仅由于头部元件的加热，柱塞与连接钻孔之间的尺寸差异减小。为了能够应用收缩配合，必须利用这些材料来制造由于加热而经历热膨胀且由于冷却而经历收缩的头部元件和柱塞。相应地，头部元件和柱塞优选地由金属制成。例如，可应用以下配对(当然也可利用许多其他组合)：

表1

表1中列出的材料适用于收缩配合，以及适用于借由压配或冷压配合的连接。

在收缩配合的情形中，各部件(柱塞、头部元件)的互连(组装)因此执行如下：加热头部元件(即，待从两个部件膨胀的部件)，使得其连接钻孔的直径比初始状态中更大，以及可选地冷却柱塞，使得柱塞和头部元件可在未施加压力的情况下装配在一起。

图2－4中图示的部件也可借由无加热的压配、即各部件之间无温度差，凭借所谓的冷压配合互连。在冷压配合期间，利用沿着所接触的表面均匀分布的表面压力。例如，在圆形截面的情形中，待压制的部件必须被放置在钻孔上，该部件会以圆形对称方式压至该钻孔中，即必须确保悬突量 (overhang)沿着整个圆周基本上相同。在该情形中，基本上借由压配执行组装(互连)，使得应用截面(直径)比头部元件中形成的钻孔的截面更大的柱塞。压力优选地具有轴向，即其与柱塞的旋转轴线或对称轴线对准。在连接程序期间，头部当然应被支承使得其在压配期间不移动。

在图5中示出包括连接钻孔34的另一头部元件32。连接钻孔的半锥角 (圆锥表面与垂直于圆锥底部的线之间的角度)是x[°]。在图6中图示适用于图5的头部元件32的柱塞36。柱塞36具有圆锥状(渐缩地)变窄的第二端40和加宽部28。将第二端40装配至连接钻孔34中，且凭借这些，头部元件32和柱塞36可特别地借由自锁定(圆锥)连接而互连。

自锁定连接的作用模式如下。由于互连圆锥表面的外罩(mantle ascent) 上升，作为因摩擦导致的压力的结果，在头部元件与柱塞之间形成依附接头，且借此头部元件固定至柱塞。为了可形成自锁定连接，半锥角值必须优选地低于1.5°；例如，圆锥比是1:20，其中，对应的半锥角是1.43°。

借由压配实现自锁定连接，即，在应用自锁定连接的实施例中，连接元件(即，例如柱塞的对应端部)和连接钻孔的侧壁是圆锥形或截头圆锥形的，连接元件和连接钻孔的半锥角优选地小于1.5°，且头部元件和柱塞借由压配彼此连接。具有呈截头圆锥状的第二端的柱塞优选地连接至截头圆锥形连接钻孔，然而，其也可连接至圆锥形钻孔。圆锥形柱塞要附接至圆锥形连接钻孔。当然，两个互连的装置的半锥角非常近似地相同，且可借由施加给定压力而建立自锁定连接。

若应用圆锥形端、即要实施自锁定，则例如近似根据上述示例允许一定量的公差仍是有利的。在该情形中，除自锁定以外，还将施加压制效应 (将建立所谓的“双重锁定”)。半锥角越小，柱塞的圆锥度越小(即，越平直)；且由于自锁定效应变得愈来愈弱，因此同样关于压配施加的公差将发挥愈来愈大的作用。

在图7中示出柱塞37，其与柱塞36的不同之处在于，替代于包括平端的加宽部28，其具有加宽部29，该加宽部29如根据图4的柱塞23那样具有端部，该端部的平面相对于柱塞37的轴线成除90°以外的角度。

在图8中图示另一头部元件42，该头部元件42包括调适成提供柱塞的第二端的自锁定连接的连接钻孔44。圆柱形区域46和邻近圆锥形空间区域 47位于钻孔44的面向头部元件42的内部的端部处。包含空间区域46和 47的目的在于，它们为压入的柱塞提供另外的空间，压入的柱塞借此以自锁定方式沿着钻孔44的壁连接，其优选圆锥形的端部伸入空间区域46和 47中。空间区域46和47可供空气在压配期间进入其中；若空气在压配期间无法从钻孔44排出，则其可在区域46和47的剩余容积(即，由插入的柱塞所留下的容积)内被压缩。

在图9中图示与图2的头部元件16类似地构造的头部元件52。该实施例与头部元件16的唯一差异在于，在该实施例中，在连接钻孔24的入口处形成调适成便于插入的圆形延伸的边缘平滑部50。该边缘平滑部50在头部元件52的下侧上(即，在连接钻孔24所位于的侧上)以圆形方式布置于头部元件52的壁中。借由加宽连接钻孔24的入口，边缘平滑部50便于适用于头部元件52的借由收缩配合或借由压配的互连程序，更特别地便于将待连接的柱塞引入至连接钻孔24中。

在图10中示出管元件10。在图10中标记管元件10的引导端15和馈送端17。在图中可见引导凸缘部18，其布置于引导端15处且被调适成在管元件10内部引导柱塞。在图11中示出弹性元件20，其在该实施例中实施为螺旋弹簧。

图12示出插塞元件12的空间视图。插塞元件12具有闭合边缘54，该闭合边缘54的直径比连接至其的插塞部57的直径更大。在插塞元件12的插入期间，将弹簧部57引入至管元件10的馈送端17中，且闭合边缘54 抵靠管元件10的端部安置。在图12中，示出凹槽56(连接凹部)，其在该实施例中垂直于插塞元件12的对称轴线围绕插塞部57圆形地布置。插塞元件12具有截头圆锥端58，该端部58构造成便于插塞元件12插入至管元件10中。插塞元件12按照管元件10那样旋转对称，且在图示实施例中优选地具有圆形截面；许多其他部件也以旋转对称方式或者或多或少旋转对称方式构造(例如，头部元件可具有尖突布置，其并非旋转对称，但头部元件的其他部分、即其主体是旋转对称的)。由于管元件10的旋转对称构造，凸缘部18是调适成在组装之后圆筒形地包围柱塞的圆筒形引导凸缘部。

如同上文中描述的图13，在图14中也示出了来自现有技术的测量装置 11’，而图15图示也在图1中示出的测量装置11。比较图14和15，可获悉借由应用边缘状凸缘部27’(广泛用于已知方案中)和为柱塞提供轴向引导的凸缘部18可在装置的操作中产生多大差异。借由图14和图15中分别指示的偏转角α’和α来图示这些操作差异。再者，比较图14和15，可清楚地看到，由于可选择的后方组装方法，边缘状凸缘部27’不提供与可应用于本实用新型中的引导凸缘部18相同程度的侧向支承(引导)，且因此可在已知方案中测量的偏转角α’比本实用新型的实施例的典型的偏转角α大得多。

相较于已知且广泛应用的测量装置，根据本实用新型的测量装置11的构造允许减小所应用的公差(优选地提前形成固持凸缘而非在组装装置之后借助工具形成固持凸缘)；这也有助于在柱塞与管元件之间形成增大接触表面积，尤其在应用引导凸缘部的情况下。减少的“游隙”有助于更精确地命中测试点。

应注意，图示现有技术方法的图13和14中示出的柱塞14’和头部元件 16’制作为一体部分(由一件制成)。若头部元件16’借由收缩配合或压配连接至柱塞14’，则根据图13和14的测量装置(和其头部单元)将落入本实用新型的范围内，这是因为根据本实用新型，仅可选地施加引导凸缘部 18。然而，若引导凸缘部和加宽部构造成它们抵靠管元件的内壁(相对紧密地)装配，则可沿着两个不同直径圆筒形表面引导(优选地圆柱形)柱塞(借由管元件的壁引导加宽部，而借由引导凸缘部引导柱塞的较窄部分)。这种引导构造允许实现非常高的测试点命中率。

在图16中示出根据本实用新型的接触装置、即测量装置61(接脚探针) 的另一实施例。该实施例非常类似于图1中图示的实施例，与其不同之处仅在于较小细节。在根据图16的实施例中，测量装置61包括附接至柱塞 64的端部的头部元件66，柱塞64被引入至管元件60中。借由压配或借由收缩配合进行连接。

测量装置61的加宽部65和引导凸缘部68比根据图1的实施例的对应部分更长。在本实施例中，凸缘部68(在测量装置61的轴向上)的长度大于借由凸缘部68包围的部分中的柱塞64的直径。再者，加宽部65比凸缘部68更长。相较于包含在图1的实施例中的对应部件，延伸长度的凸缘部 68和加宽部65为柱塞64提供更好的引导。

在该实施例中，偏置的弹性元件20也布置于加宽部65的端部与插塞元件62之间。插塞元件62与插塞元件12的不同之处在于，其抵靠管元件 60的端部安置的部分更厚(在管元件60的轴向上)。

在图17中示出根据本实用新型的接触装置的另一实施例，即切换装置 81(开关探针)。在该实施例中(即，同样在接触装置是切换装置的情形中)，接触装置也包括：头部单元，其包括柱塞84，该柱塞84具有在其第一端处的加宽部85以及在该柱塞84的第二端上的头部元件；管元件80，其在第三端处接纳加宽部85，且凭借布置于第三端处的向内突出凸缘部88 将加宽部85保持在其内部空间中；以及弹性元件90，其布置于管元件80 的内部空间中，且抵靠加宽部85的端部且抵靠管元件80的闭合的第四端支承，且头部元件86和柱塞84借由收缩配合或借由压配彼此连接。

弹性元件90和附加弹性元件96借由管元件80内部的接触元件(引导元件、接触引导元件)94分离。在该实施例中，弹性元件90经由接触元件 94和附加弹性元件96抵靠管元件80的闭合的第四端支承，即接触元件94 和附加弹性元件96被插入在弹性元件90与闭合(插塞)端之间。

在该实施例中，借由插塞元件82形成管元件80的闭合端，即，管元件80的与柱塞84相对定位的端部由插塞元件82闭合。在该实施例中，轴杆98被引入(整合)于插塞元件82中。

本实用新型的一些实施例涉及一种用于适于执行测量和/或其他接触测试的接触装置的头部单元。根据本实用新型的头部单元包括柱塞，该柱塞具有其第一端处的加宽部以及该柱塞的第二端上的头部元件。在根据本实用新型的头部单元中，头部元件和柱塞借由收缩配合或借由压配彼此连接。根据本实用新型的头部单元优选地形成根据本实用新型的接触装置的一部分，然而，头部单元也可被视为分开部件(可作为分开部件出售)且可应用于各种接触装置中。

以上这些描述涉及接触装置，其中，根据本发明的接触装置的头部单元、即头部元件和柱塞及其借由收缩配合或借由压配的互连，这些描述也涉及根据本实用新型的头部单元。这些特征例如是：布置在柱塞上或在头部元件上的连接元件及连接钻孔，它们为了压配或为了收缩配合而具有的相关尺寸(连接元件优选地比连接钻孔更宽)，以及在自锁定连接的情况中，连接元件及连接钻孔的侧壁的提供适当半锥角的圆锥或截头圆锥构造。

在图18中图示根据本实用新型的实施例的头部单元。在该实施例中，头部单元包括柱塞100，该柱塞100具有加宽部101及附接至其第二端103 的头部元件102。头部元件102在该实施例中也借由收缩配合或借由压配连接至柱塞100。根据该实施例的柱塞100和头部元件102不同于以上说明的实施例。在该实施例中，柱塞100的第二端103具有连接钻孔，连接元件被实施为头部元件102的面向柱塞100且被引入至连接钻孔中的端部。相应地，在应用收缩配合的情况中，在该实施例中，头部元件102的端部将被加热至适当温度，而在压配的情形中，该端部必须被压至安置于柱塞100 上的连接钻孔中。在该实施例中，头部元件102比柱塞100更窄，其尖端中的两者在侧视图中可见。该实施例的优势在于，具有相对于柱塞100小得多的截面的(长圆形)头部元件可附接至柱塞100(必须相应地形成柱塞 100的连接钻孔)，这允许借由在头部单元中应用比柱塞窄(得多)的头部元件而节省相当大量的头部元件材料(其具有较高强度和硬度且更昂贵)。

在图19中示出类似实施例；此处示出设有连接钻孔107的柱塞100，头部元件104的连接元件106连接至该连接钻孔107。在该实施例中，头部元件104包括仅一个尖端。如其他实施例那样，连接钻孔107具有圆筒形部分(连接元件106借由收缩配合或借由压配被引入至该部分)，邻近该部分，在钻孔107的内部端部中形成圆锥形区域。

在图20A和20B中的剖视侧视图和平面侧视图中分别图示柱塞108，该柱塞108包括加宽部101以及连接至该柱塞108的第二端110的头部元件112、即根据本实用新型的头部单元的实施例。在图中示出的视图中，在头部元件112上可见三个尖突，头部元件112亦可包括此视图中被遮住的进一步接脚。

在图21A和21B中示出根据本实用新型的头部单元的另一实施例；在此实施例中存在(借由收缩配合或借由压配)连接至柱塞108的头部元件 114。该头部元件114具有仅一个尖端，在该尖端的方向上，该元件借由切口状凹部变窄。在图22A和22B中示出包括设有具有仅一个尖端的头部元件116的柱塞108的实施例。

如其他类似实施例那样，在根据图22A和22B的实施例中，因此优选的是，在应用宽度相对于柱塞大得多的头部元件时，与已知方法形成对照，无需由单材料件机加工头部单元(在该情形中将相对于最终产品、即头部单元的体积产生大量废料)，而是头部元件和柱塞由分开的材料件(其在许多情形中是不同材料)加工。这允许相较于已知方法自由得多地选取头部元件的形状，这是因为即使应用非常宽的头部元件，在经济的材料消耗方面也不会出错。

在图23A和23B中示出头部单元的实施例，其中，钝圆尖端头部元件 118连接至柱塞108。

根据图24的头部单元的实施例类似图19的实施例(其包括柱塞100)，但包括比头部元件104短得多的头部元件120。头部元件120也具有借由收缩配合被压或连接至连接钻孔107的连接元件106。在该实施例中，头部元件120基本上提供渐缩成单个尖端的柱塞100的延伸部。在该实施例中，根据本实用新型的构造(由分开件制作的头部元件和柱塞)导致以下优势：仅在头部单元的最末端处(即，在头部元件中)应用头部元件的材料(其在一些情形中是特殊材料)就已足够，若如已知方法那样一体地制作头部元件且头部元件将由特殊材料制成，则将有必要由该材料制作整个头部单元(头部元件、柱塞)。该实施例的优势在于，以图24中图示的方式，可提供具有直至顶端锥度为止的等截面的头部单元，其中，仅(可选地)特别地选择头部元件的材料。也可选取沿着其应用头部元件的材料的(轴向) 长度(甚至相对较短长度可能是足够的)。

本实用新型的一些实施例涉及一种用于制造接触装置的方法，该方法包括以下步骤：借由凭借收缩配合或压配使在其第一端处具有加宽部的柱塞的第二端和头部元件彼此连接而制造头部单元，柱塞的第二端在加宽部抵靠凸缘部的情形中从管元件突出；以及制造接触装置，该接触装置包括：管元件和弹性元件，该管元件具有第三端和与该第三端相对的第四端，在第三端处接纳柱塞的加宽部，且凭借布置于第三端处的向内突出凸缘部将加宽部保持在管元件的其内部空间中，该弹性元件布置于管元件的内部空间中且抵靠加宽部的端部且抵靠管元件的闭合的第四端支承，使得在柱塞引入至管元件中之后或之前执行头部单元的制造(此处“之前”和“之后”替代例通常对应于所谓的“前方组装”和“后方组装”，但例如在头部的直径与柱塞的直径(有效直径)相同或小于柱塞的直径(有效直径)的实施例中，也可在引入柱塞之前或之后执行头部元件与柱塞的互连)。

在图25至图33中以在柱塞被引入至管元件中之后制作头部单元(后方组装)的实施例来图示根据本实用新型的用于制造接触装置的方法。根据本实用新型的方法的该实施例包括以下步骤：通过第四端将在其第一端处具有加宽部136的柱塞134引入至管元件132(已在图25中示出管元件 132，其在本实施例中具有引导端139及馈送端137)的内部空间中；以及优选地抵靠第三端处形成的凸缘部支承加宽部136(该后一步骤在图26中图示；在该情形中，加宽部136安置于凸缘部上，以便为其提供支承)。图26中可见，在加宽部136抵靠凸缘部的情形中(在图26中示出该状态)，柱塞134的第二端从管元件132突出。

因此，在该实施例中，应用所谓的后方组装，该术语是指柱塞从相对端引入至管元件中(这借由之后(随后)将头部元件固定至柱塞而变得可行，即使头部元件比柱塞更宽)，且当柱塞已在管元件内部时之后(随后) 连接头部元件。后方组装允许高得多的精度构造(更精确的引导)，这是因为无需随后的管元件闭合(其借助已知装置确保在前方组装的情形中柱塞无法离开管元件)。

此外，在该实施例中，借由收缩配合或借由压配将柱塞134和头部元件140彼此连接(参见图27)，接着将弹性元件148通过管元件132的第四端引入至柱塞134的加宽部136(参见图28)，且用插塞元件162闭合管元件132的第四端，借助插塞元件162使弹性元件148偏置(参见图31：应用附加弹性元件156和接触元件152)。

在应用前方组装的方法的另一实施例(图中未示出)中，在将头部元件和柱塞彼此连接之后，将头部单元引入至包括弹性元件的管元件中，该弹性元件通过敞开的第三端抵靠管元件的闭合的第四端支承，同时使弹性元件偏置使得柱塞的加宽部进入管元件，且在管元件的敞开的第三端处形成向内突出的凸缘部(例如，变窄部)，使得加宽部借助凸缘部被保持在管元件内部。在该情形中，应用以下这种管元件，该管元件的一端(借由制造或例如借由插塞)闭合，弹簧(弹性元件)抵靠该闭合端经过，柱塞在敞开端处被引入至管元件中，且借由压配在管元件中制作变窄部，当然使得柱塞的加宽部借由变窄部被保持在管元件内部。这是也应用于一些已知方案中的所谓的前方组装；也可借助这种组装方法优选地施加根据本实用新型的头部单元(借由收缩配合或借由压配附接头部元件)。

当然这些方法步骤也可应用于制造接触装置、即测量装置的其他实施例，下文中描述组装切换装置所需的额外步骤(引入接触元件、附加弹性元件和设有轴杆的插塞元件)。

在根据本实用新型的用于制造接触装置的方法的实施例中，头部元件和柱塞借由收缩配合彼此连接，连接元件布置于柱塞和头部元件中的一者上，且被调适成连接至连接元件的连接钻孔布置于柱塞和头部元件中的另一者上，以借由收缩配合使头部元件和柱塞彼此连接(在方法的另一实施例中，连接元件及连接钻孔构造成借由压配连接)，连接元件具有比连接钻孔更大的截面，且在借由收缩配合的连接的进程中，加热连接钻孔直至其膨胀至可将连接元件引入至连接钻孔中的程度为止，并将连接元件引入至连接钻孔中。例如，可借由加热整个头部元件使得整个头部元件经历热膨胀而加热连接钻孔。也可加热钻孔使得其经历局部加热，但这可能导致头部元件变形。在该实施例中，不为了进行连接而施加力(未执行压制)；由于热膨胀(和收缩)，连接元件和连接钻孔的尺寸使得可将连接元件引入至连接钻孔中。

在将连接元件引入至连接钻孔中之后，进行头部元件与柱塞之间的连接，使得先前被加热的部件(围绕连接钻孔的头部元件的部分)冷却并收缩，且由此缩紧、收缩在未经加热和冷却的部件(连接元件)上。

在该方法的另一实施例中，在加热连接钻孔的同时冷却连接元件。借由冷却连接元件，只要连接元件由适当(适于热膨胀)的材料制成，就可较早获取可将连接元件引入至连接钻孔中的状态，这是因为连接钻孔在受热时膨胀而连接元件的尺寸在冷却时减小。

除上文中描述的步骤以外，在根据图25－33的实施例中，还执行另外的步骤(执行图示的步骤以产生切换装置)，参考附图描述根据本实用新型的用于制造接触装置的方法的优选选用特征和细节。

如图25中所示，在该实施例中，在方法(进行)期间，管元件132在构造为在管元件132的第三端(引导端139)处敞开的支承元件130(诸如底座元件)的帮助下被保持，其中，其第四端(馈送端137)面向上，且柱塞140(图26)、弹性元件148(图28)和插塞元件162(图31)借由通过第四端(馈送端137)下落至管元件132中而被馈送。因此，管元件132 的面向上定向优选地允许借由下落馈送，即例如利用圆台来馈送和组装部件(或替代地，工作站简单地一个接一个地布置)。因此，在该实施例中，在垂直地保持管元件132的情况下执行方法的步骤；当然也可在管元件倾斜或甚至处于水平位置的情况下执行这些步骤。

因此，在图25中示出借由支承元件130支承的管元件132(在该实施例中，管元件132是被馈送至支承元件130中的切换装置(开关探针)本体)。在图25中可见，支承元件130在管元件132(其在该情形中面向下) 的引导端139处敞开，即，借由支承元件130保持管元件132，使得待引入的柱塞可通过引导端139突出，如同样在图26中图示的。

在图26中图示柱塞134的馈送。柱塞134从柱塞馈送器138被馈送，使得支承元件130被带至柱塞馈送器138下方，或柱塞馈送器138被带至支承元件130上方。柱塞134优选地借由在从柱塞馈送器138释放柱塞134 之后使其自由落体(其下落)通过馈送端137而进入管元件132中。在图 26中还示出柱塞134具有呈稍微渐缩截头圆锥构造的第二端135，即，在压制期间也在一定程度上存在自锁定效应(如上文中提及，在这些小半锥角的情况下，应用促进冷压配合的公差是有利的)。为了清楚起见，在图 26中未示出整个管元件132(管元件的长度经减小示出)。

在图27中图示了以下步骤，其中，头部元件140连接至借由支承元件 130保持的柱塞。根据上文，借由压配执行连接。连接进行如下。在该实施例中，借由柱塞134的第二端135形成连接元件(形成在端部上，即由第二端构成连接元件)，且在头部元件140中形成连接钻孔，且在将柱塞134 引入至管元件132中之后，柱塞134的第二端135被引导至头部元件140的连接钻孔上(柱塞的端被放置在钻孔上)，且同时支承头部元件140，且在借助插塞元件闭合第四端之前，通过管元件132的第四端引入压力作用元件146，头部元件140借助压力作用元件146借由压配连接至柱塞134 的第二端135。所施加的用于压配的压力的量级例如介于40至110N之间，特别是介于50至100N之间。

此外，在该实施例中，优选地，在压配期间借助支承头部元件140的力测量装置144来测量压力。在图示的实施例中，经由支承本体142借助力测量装置144来支承头部元件140(此处是从下方提供支承，但一般而言，为了进行连接，任何类型的支承都是足够的)。力测量装置144无需支承头部元件140；装置(且因此，力测量装置)仅可选地包含在方法的该实施例中。

在图27的实施例中，以从下方支承头部元件140的方式连接头部元件 140，即，在应用压力作用元件146以将柱塞134压至头部元件140中(借由将其轴向压至头部元件140上)时其无法向下移位，还使支承元件130 沿向下方向移位；根据该方法且如图中图示，柱塞134(和本实用新型中应用的其他柱塞)具有刚性而非柔性构造，即，柱塞134不经历弯曲。因此，在该情形中，允许支承元件130垂直移动。在其他步骤中，该部件在垂直方向上固定，使得其可为管元件132提供支承。在向下运动之后，支承元件130优选地返回至其初始位置，从支承本体142提升头部元件140(在压配期间，将头部元件140被接纳在支承本体142的适当尺寸的钻孔中)。

在图28中图示的下一步骤中，通过馈送端137将弹性元件148(螺旋弹簧或弹簧)从弹性元件馈送装置150馈送至管元件132的内部空间中。根据垂直布置，弹性元件148安置于(下落于)柱塞134的加宽部136的端部上，而在其他布置中，弹性元件148被引至该端部。图中的水平虚线表示弹性元件馈送装置150和管元件132未完整地示出。

在图29中图示的下一步骤中，借助接触元件馈送装置154馈送接触元件152。在接触元件152的面向附加弹性元件156的端部处，接触元件152 具有调适成装配至管元件132的内部空间中的宽部，而在另一端处安置有窄部153。图中的虚线表示管元件132(及其内部的弹性元件148)未完整地示出，即，管元件132的一部分在虚线处从图中切去。

在图30中图示的随后步骤中，弹性元件156从弹性元件馈送装置157 馈送，在接触元件152的窄部153上拉动弹性元件156。

在图31中图示根据本实施例的插塞元件162的馈入；插塞元件162从插塞元件馈送装置166馈入。插塞元件162包括穿过该插塞元件162的(导电)轴杆164，且在其比(被接纳在管元件132中的)端部更窄的部分处形成圆周凹槽163。在图中还示出如何固定插塞元件162，在此期间将插塞元件162引入至管元件132的馈送端137中(接着底部弹性元件148和上部弹性元件156偏置；图中的水平虚线表示管元件132未完整地示出，仅示出弹性元件148、156的端部而未示出接触元件152)，使得其端抵靠馈送端137的边缘圆周地安置(支承)。所应用的弹性元件的弹簧力在最佳压缩状态优选地介于0.3至10N之间，通常是1－2N，其中，弹簧被压缩至工作行程的2/3，即，弹簧基本上完全压缩。

因此，在该实施例中，应用具有凹槽163的插塞元件162，且在用插塞元件162闭合管元件132期间，借助由辊160引导的至少一个(在该实施例中为两个)压制元件158将管元件132的壁压至凹槽163中。因此，在本实施例中(以及在应用插塞元件的其他实施例中)，管元件132必须由满足下列条件的材料(例如，合适的金属)制成，该材料使得管元件132 的壁可被压至插塞元件162的凹槽163中。根据附图，压制元件158可沿水平方向移动，且相应地，辊可绕其旋转轴线转动。有利地设置成，例如借由绕管元件132旋转压制元件158或借由旋转管元件132，管元件132 的壁被圆形地压至凹槽163中；这种固定原则上也可借由施加不完全圆形压制来提供。因此，借由将插塞元件压制(滚卷)至管元件(切换装置本体)中而固定插塞元件。

在图32中图示可选地包含的后续步骤：移除废品。在该步骤中，弹簧的正确操作与导电率一起被验证(借由测量弹簧力)(关于切换装置的操作的详细描述，参见图34的论述)。借由上下移动多次(4－5次)(压缩和抑制弹簧)来检查弹簧的操作。切换装置172同时经历上/下运动，其轴杆164利用支承接脚168进行固定。当施加适当量的压缩时，切换装置172 的切换发生(参见下文)，且可借由测量由轴杆164携载的电流而对切换进行测试。在测试期间，头部元件140因此搁置在持续监测在执行压缩/抑制循环时产生的力的力测量装置170上，且轴杆164由支承接脚168支承，即，支承接脚168与轴杆164持续接触，利用轴杆164使切换装置172上下移动(连同支承元件130)；即，在该步骤中还允许支承元件130的垂直方向位移。若基于轴杆164中的电流测量或基于应用力测量装置170的力测量而在测试(4－5次上/下循环)期间侦测到异常，则给定的切换装置172 被标记为废品且与正常工作的产品分离。

在图33中图示，在该实施例中，优选地利用可展开(可敞开)支承元件130，其调适成允许接触装置(在该实施例中是切换装置172)在其展开状态中从其下落；在借助插塞元件162闭合管元件132之后，借由展开支承元件130而使接触装置从支承元件130下落。如图33中所示(借由沿着支承元件130延伸的实线图示)，支承元件130是可展开的；其必须可展开至使得成品接触装置可在底部从支承元件移除(下落)的程度。如同样在图33中图示的，切换装置172从支承元件130传递至封装馈送装置174，且因此，由于应用可展开支承元件130，切换装置172还可准备好用于封装。因此，该步骤可具有两种结果，一种结果产生可接受(非废品)件(接着工件被传递给封装馈送装置174)，另一种结果是废品输出。

另外，以类似于上文中描述的方式，该方法也可按如下方式执行，使得如按上述步骤那样，管元件(本体)被放置在底座(支承元件)中：头部元件沿着约束路径在头部元件下方滑动，接着柱塞到达管元件，柱塞从上方被向下压，由此头部元件被放置在柱塞上。此后接着将弹簧从上方插入至管元件中，且接着将插塞元件插入至其上，用力将插塞元件压至适当位置，且(借由将侧壁压至插塞元件的凹槽中)将插塞元件附接至管元件。唯一剩余步骤涉及从底座移除成品测量装置。

图34图示切换装置172在其偏置状态、即当柱塞134被压至管元件132 中时的操作。切换装置172中的部件构造如下：头部元件140由导电材料 (在该情形中其提供与待测试的材料或部件的电气接触)制成或由绝缘材料制成。若头部元件140由导电材料制成，则除检查其实体存在以外，其还允许对所放置的部件执行电气测量，这是因为头部元件携载电流。若其由绝缘材料制成，则装置仅调适成检查部件的实体存在。

管元件132、柱塞134、弹性元件148、156、接触元件152和轴杆164 由导电材料制成，而插塞元件162由绝缘材料制成。图34图示以下情况：柱塞134被推至管元件132中至接触元件152的窄部153与轴杆164的突出至管元件132中的端部接触、即在接触元件152与轴杆164之间建立电接触的程度。

如图34中所示，用电器176和电源178连接至管元件132的侧壁且连接至轴杆164。因此，当柱塞134被推入至附图中示出的程度，导致接触元件152与轴杆164的端部接触时，用电器176电路闭合且实施用电器176 的灯被点亮。若尚未在接触元件152与轴杆164之间建立电接触，即，尚未由切换装置执行切换，则电路无法闭合，这是因为插塞元件162由绝缘材料制成。因此，在根据图34的布置中，可应用切换装置来测试电接触的建立。

与其形成对照，在实施测量装置的根据本实用新型的接触装置的实施例中，头部元件、如柱塞、管元件和弹性元件那样由(电)传导材料、例如金属制成。插塞元件的材料是无关的；其可由导电材料或绝缘材料制成。

实施本实用新型的特征，除测量装置和切换装置以外，根据本实用新型的接触装置也可实现为另一类接触装置(调适成用于接触测试点、即适于建立接触的装置)。实施为接脚探针的接触装置基本上作为电流携载装置应用于测量技术中。然而，其也可作为电气连接部件应用于电话或其他可携带装置中。它们通常被称为“电池探针”，这是因为它们应用于为可携带装置的电池充电。在各种插接站中，它们也可应用于为小电池充电。还在医疗技术中以及在电信产业中利用它们。开关探针(切换装置)的功能非常像微型开关：它们沿着特定切换路径移动以闭合电路。通常在柱塞被推动至管元件中约2－6mm时达到开关点，不同类型的开关探针具有不同开关点(如上文那样，该测试也是接触测试，即，其涉及将装置的头部元件放置在待测试的特定测试位置或点上；除移动装置以外，也可将待测试的对象或点移动得更接近装置)。典型应用是电缆线束制造及定制测量设备的制造。另一有利的应用是携载16－50A的电流且调适成在高温加热室中工作的高电流探针。此处典型温度为约150－200℃。

图35－42图示根据本实用新型的头部单元的另外的实施例。在图35 中描绘头部单元，其中，头部元件180连接至柱塞100。在侧视图中，头部元件180的两个尖端可见。在图36中示出头部单元，其包括非常类似于图 20A－20B中图示的头部元件的头部元件182(具有柱塞100，其如上述那样具有全部图35－42中的加宽部101)。

在图37中可见包括具有矩形截面的头部元件184的头部单元。可使头部元件184的平坦部与待测试表面接触，头部元件184非常类似于图27－ 34中描绘的头部元件140。

在图38中，柱塞100装配有头部元件186。头部元件186具有从套筒部187突出、远离柱塞100的附接位置指向(在接触端的方向上)的多个尖端。在根据图39的头部单元中，柱塞100装配有头部元件188。在头部元件188的接触端处，布置有多个小尺寸尖端。

根据图40的头部单元包括附接至柱塞100的头部元件190。头部元件 190的接触端具有钝圆构造。图41中示出的头部单元包括头部元件192，该头部元件192在其与柱塞100相对放置的端部处具有多个尖端。头部元件192的尖端比头部元件188的尖端更大。

根据图42的头部单元包括固定至柱塞100的头部元件194。头部元件 194也具有基本上矩形的截面，在其内部沿着柱塞100的旋转轴线的展长形成钻孔195，且钻孔196从钻孔195引至头部元件194的接触端。

本实用新型的一些实施例涉及一种制造调适成用于测量和/或其他接触测试的接触装置的头部单元的方法。在根据本实用新型的用于制造头部单元的方法的进程中，借由凭借收缩配合或压配使在其第一端处包括加宽部的柱塞的第二端和头部元件彼此连接而制造头部单元。

关于接触装置和头部单元的上述描述(其中，描述了根据本实用新型的接触装置的头部单元、即头部元件和柱塞以及它们借由收缩配合或借由压配彼此连接)也适用于根据本实用新型的制造接触装置的方法和制造头部单元的方法。这些特征例如是：安置在柱塞上或在头部元件上的连接元件和连接钻孔、它们用于压配或用于收缩配合的相对尺寸(连接元件优选地大于连接钻孔)、以及在自锁定连接的情形中连接元件和连接钻孔的侧壁的提供适当半锥角的圆锥或截头圆锥构造。同时，关于用于制造接触装置的方法的上述公开内容(例如，关于执行收缩配合连接的特征)当然也适用于制造头部单元。

相较于已知方法，根据本实用新型的接触装置具有增大数目的部件(分开的头部元件、柱塞、本体(管元件)、弹簧和可选的插塞元件)。然而，这仍是有利的，这是因为根据本实用新型的头部元件和柱塞的互连允许在按大得多的数量生产柱塞的情形中，头部元件可对应于消费者的需求(消费者订单)在稍后制造阶段连接至柱塞。根据本实用新型，制造变得更简单且更便宜，这是因为，只要可获得柱塞，仅头部元件必须依适当尺寸和公差(例如，由机床)制造(可使制造模块化)。还可实现材料节省，这是因为无需(如在已知方案中那样)从单一部件切割对应于头部元件与柱塞之间的宽度差的材料量，而是可用适当尺寸分别制造头部元件和柱塞。

根据本实用新型的接触装置的利用后方组装的实施例(其中管元件的一个端部由插塞元件闭合)可产生具有增加安全性的产品，这是因为由于可精确制造的(引导)凸缘部，接脚探针柱塞无法从装置“弹出”(弹性元件无法将其推出)。在已知方法中这一点并未以这种安全等级提供。

关于构成本实用新型的实施例的测量装置(接脚探针)的操作叙述下文：其柱塞(活塞部件、活塞元件)接触(连接至)受测部件的测试点，且需要操作使得接脚探针以最低可能的电流损失连接至测试点，以便提供最佳测量条件。因此，接脚探针的头部元件、柱塞、管元件(通常还有弹性元件)全部由导电材料制成。接脚探针或甚至接脚探针矩阵中的多个接脚探针例如用于测试印刷电路板。接脚探针的作用是在受测部件(例如，印刷电路的测试点)与其所嵌入的插座之间建立电接触。在进行连接时，探针传送电流/电压值。此也是根据本实用新型的接触装置所适用的特定类型的接触测试。

活塞部件(柱塞)最优选地由硬化材料、比如钢和铜铍制成，但特定类型(例如，具有较钝头部的类型)也可由黄铜制成(不仅柱塞如此，头部元件也如此)。为了改良的导电性，且为了保护部件使其免于氧化，柱塞和头部元件通常涂覆有具有150－200HV(维氏硬度)的硬度的硬质工业金层。对于要求头部的低磨损的应用，也可施涂铑涂层(600－1000HV)，但对于“侵略性(aggressive)”类型(具有极尖的头部元件)，这无法被利用，这是因为铑涂层是易碎的，尤其在高弹簧力下。所谓的化学镍涂层也可施涂为要求高耐化学性的应用中的涂层(硬度是400－600HV)。该涂层是柔性的(不易于断裂)且因此有利地应用于涂覆侵略性(尖)头部元件 (和与其连接的柱塞)。相较于由钢制成的部件，由铜铍和黄铜制成的部件更适于携载较高电流。

布置于接触装置中的弹簧(弹性元件)提供所需接触压力，且由此可无误差地执行数十万个测量循环。可借由调整工作行程(主要借由调整弹簧在基本位置中的偏置)来调整弹簧力。弹性元件(弹簧)优选地由最高品质、高合金弹簧钢制成，且通常也由不锈钢制成。

管形圆筒(管元件)可由所谓的新型银(NiAg)、铜铍制成，以及由黄铜和磷青铜合金制成，其具有为接触装置提供长使用寿命的高拉伸强度，同时其还具有完美的可压性(例如，用于附接插塞元件)。管元件优选地接纳工业镀金层。柱塞、头部元件和管元件当然可接纳其他类型的涂层或镀层，比如硬质镍、钯、铑或银涂层。

用来固定插塞元件的所谓的压接对于接触电阻或对于命中精确性无不利影响(与已知方法中用来附接柱塞的压接工艺形成对照)。插塞元件可具有比图中图示更大数目的凹槽(可用多个压接操作固定)，且是适于大批量生产的部件。

在根据本实用新型的接触装置中，柱塞优选地由在接触测试点时(在测量装置抵靠其推动时)不弯曲的实心材料制成。如上文中提及，特定部件(例如，切换装置的头部元件或柱塞)也可由塑料制成。若例如柱塞由塑料制成，则金属头部元件可保护柱塞使其免受磨损。例如，可有利地应用以下塑料：POM(聚甲醛)、PEEK(聚醚醚酮)、CEM1(复合环氧树脂材料，缩略词CEM1是指一种特定类型)、FR4-G10(玻璃纤维增强的环氧树脂材料)、尼龙－6、尼龙6/6。

对于由金属制成的头部元件而言，更优选的是应用塑料环，该塑料环比头部元件向前突出得更多(且因此更早到达接触点)以便仅在接触超过给定高度的金属部件时在受测金属部件与头部元件之间形成金属间连接。

优选地，也可将调适成在连接元件被压至其中时将连接钻孔与环境连接使得可从装置排放空气的通气孔(即，侧向、即垂直于头部单元和装置的轴线定向的孔)布置在根据本实用新型的接触装置中。

当然，本实用新型不限于上文中详细描述的优选实施例，其进一步变型、修改和发展在由权利要求所确定的保护范围内都是可能的。

Claims (6)

1.一种适于进行测量和/或其他接触测试的接触装置，所述接触装置包括：

－头部单元，所述头部单元包括在其第一端处具有加宽部的柱塞，以及在所述柱塞的第二端上的头部元件，

其特征在于，所述接触装置还包括：

－管元件，所述管元件具有第三端和与所述第三端相对的第四端，在所述第三端处接纳所述柱塞的所述加宽部，且借助布置于所述第三端处的向内突出凸缘部将所述柱塞的所述加宽部保持在其内部空间中，所述加宽部通过所述第四端被引入所述管元件的内部空间中，以及

－弹性元件，所述弹性元件布置于所述管元件的所述内部空间中，且抵靠所述加宽部的端部且抵靠所述管元件的闭合的第四端支承，并且

所述柱塞的所述第二端在所述加宽部抵靠至所述凸缘部的情形中从所述管元件突出，以及

所述头部元件借由收缩配合或压配连接至从所述管元件突出的所述柱塞的所述第二端。

2.根据权利要求1所述的接触装置，其特征在于，包括用于借由收缩配合或借由压配使所述头部元件和所述柱塞彼此连接的连接元件和连接钻孔，所述连接元件布置于所述柱塞和所述头部元件中的一者上，所述连接钻孔布置于所述柱塞和所述头部元件中的另一者上，且调适成连接至所述连接元件。

3.根据权利要求2所述的接触装置，其特征在于，所述连接元件在借由收缩配合或借由压配连接之前具有比所述连接钻孔更大的截面。

4.根据权利要求2所述的接触装置，其特征在于，所述连接元件和所述连接钻孔的侧壁是圆锥形或截头圆锥形，所述连接元件和所述连接钻孔的半锥角小于1.5°，且所述头部元件和所述柱塞借由压配彼此连接。

5.根据权利要求1－4中任一权利要求所述的接触装置，其特征在于，所述头部元件由钯合金制成，且所述柱塞由不同于钯合金的材料制成。

6.根据权利要求1－4中任一权利要求所述的接触装置，其特征在于，所述弹性元件经由接触元件和附加弹性元件抵靠所述管元件的所述闭合的第四端支承。

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