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Die
Erfindung richtet sich auf einen Schaltfederkontaktstift mit einem
in einem Gehäuse
gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Tastkopf nach dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
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Derartige
Schaltfederkontaktstifte werden z. B. in Prüfgeräten eingesetzt, mit denen Elektronikplatinen
geprüft
werden. Als Beispiel derartiger Konstruktionen sei auf das
DE 201 03 967 U oder
DE 201 02 558 U der
Anmelderin verwiesen. Derartige Schaltfederkontaktstifte sind beispielsweise über elektrische
Leiter mit Prüfgeräten verbunden
und können
zwei Schaltpositionen einnehmen, indem sie den Stromdurchgang durch
den Schaltfederkontaktstift sperren oder zum anderen öffnen.
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Dabei
wird gegen die Kraft einer Feder im Inneren des Federkontaktstiftes
ein Schaltelement entweder durch Aufdrükken des Schaltfederkontaktstiftes
auf das zu prüfende
Element oder durch Verschieben eines Kontaktkopfes des Stiftes,
z. B. mittels Druckluft, bewegt.
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Es
gibt Einsatzfälle,
in denen Informationen vom zu prüfenden
Objekt am Messgerät
od. dgl. wenigstens teilweise über
optische Leiter weitergegeben werden.
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(In
der
DE 102 20 343 A ist
die Beleuchtung einer Prüfspitze
in Verbindung mit der Prüfung
von Leiterplatten beschrieben, die zur Beleuchtung Lichtwellenleiter
einsetzt, diese Technologie zeigt auch die
DE 10 2005 023 425 A1 .
Eine mit Lichtwellenleitern ausgerüstete Prüfeinrichtung ist auch in der
US 2004 0013396 A1 beschrieben,
es handelt sich dabei aber nicht um Schaltfederkontaktstife der
hier angegebenen Gattung und Technologie.)
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Schaltfederkontaktstiftes
der gattungsgemäßen Art,
der eine solche optische Weitergabe von Informationen ermöglicht und
dabei seine Schaltfunktionen beibehält.
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Mit
einem Schaltfederkontaktstift der eingangs bezeichneten Art wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Erkennbar
ist es mit der Erfindung möglich, einen
Lichtwellenleiter bis in den Tastkopf des Schaltfederkontaktstiftes
zu führen,
wobei der Tastkopf gegen die Kraft einer Feder, wie an sich bekannt,
bewegt werden kann und damit auch Schaltelemente bewegt werden können, die
die weiter oben beschriebene An-/Aus-Funktion eines elektrischen
Weges durch den Schaltfederkontaktstift hindurch möglich machen.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Gehäuse aus einem ersten, elektrisch
leitenden, die Feder im Inneren aufnehmenden Gehäuseteil, einem daran koaxial
befestigten zweiten, elektrisch nicht leitenden Gehäuseteil
und einem daran koaxial anschließenden, elektrisch leitenden,
dem Tastkopf zugewandten Gehäuseteil
gebildet ist. Durch die hier vorgeschlagene Mehrteiligkeit des Gehäuses kann
das Gehäuse
selbst unmittelbar zur Bildung von Schaltelementen herangezogen
werden.
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Die
Schaltfunktion des Schaltfederkontaktstiftes wird besonders einfach,
wenn am auf das ins Innere des Gehäuses weisende Ende des Schaftes des
Tastkopfes ein die Kontaktfedern beidseitig bereitstellender Kontaktkäfig befestigt, insbesondere verschraubt
ist, dessen axiale Länge
größer ist
als die axiale Erstreckung des nicht leitenden Gehäuseteiles
zur elektrischen Brückenbildung
zwischen unterschiedlichen Gehäuseteilen
zur Bereitstellung zweier Schaltpunkte, wie dies die Erfindung in
weiterer Ausgestaltung ebenfalls vorsieht.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Kontaktfederkäfig auf
seiner dem Tastkopf abgewandten Seite mit einer sich an der Feder
abstützenden
Isolierhülse
versehen ist.
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Zweckmäßigerweise
ist auch vorgesehen, dass im Bereich des Tastkopfes wenigstens ein
Fixierelement für
den Lichtwellenleiter, wie eine Klemmschraube od. dgl., vorgehen
ist. Der Lichtwellenleiter kann beispielsweise auch an der Innenwand des
Tastkopfes verklebt sein. Der Tastkopfschaft kann durch eine nach
innen weisende Einprägung zur
Fixierung des Lichtwellenleiters herangezogen werden u. dgl. mehr.
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Um
den Schaltfederkontaktstift einfach einbauen zu können und
auch später
problemlos auswechseln zu können,
ist nach der Erfindung auch vorgesehen, dass das Gehäuseelement
mit einem Element eines Bajonettverschlusses versehen ist, wobei der
verjüngte
Gehäusebereich
von einer Feder umgeben ist, die sich in der Montagelage an einer
Ringschulter im Bodenbereich des Montagegehäuses, welches mit dem korrespondierenden
Element des Bajonettverschlusses ausgerüstet ist, abstützt.
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Besteht
ein besonderer, hier im Vordergrund stehender Anwendungsfall der
Erfindung in der Ankontaktierung von lichtoptischen Prüflingen
durch den erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift,
so sind darüber
hinaus weitere Anwendungen möglich. So
kann der erfindungsgemäße Schaltfederkontaktstift
der lichtoptischen Markierung mit kombinierter Anwesenheitskontrolle
dienen, etwa wenn in mehreren Kammern eines mit Teilen zu bestückenden Werkstückes ein
entsprechender Schaltfederkontaktstift vorgesehen ist. Damit ist
es möglich
zu entscheiden, welche der Kammern bestückt werden sollen, z. B. nur
solche, die über
den erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift
lichtoptisch angesteuert sind (z. B. roter Lichtpunkt durch den
im Zentrum des Tastkopfes des Federkontaktstiftes befindlichen Lichtwellenleiters).
Sind die Kammern bestückt,
erfolgt durch die Auswertung der Schaltpunkte des Schaltfederkontaktstiftes
eine Anwesenheitskontrolle oder Freigabe oder Fehlermeldung am Ende
der Bestückung.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden
Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in
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1 den
erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift
im Schnitt mit eingezogenem Lichtwellenleiter,
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2 einen
Teil einer Prüfplatine
mit einer Montagehülse
sowie einen Schaltfederkontaktstift in einer Montagehülse im Schnitt,
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3 eine
Ansicht gemäß Pfeil
III in 2 auf den Boden der Montagehülse,
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4 und 5 einen
vergrößerten Schnitt und
eine Aufsicht auf den Kontaktkäfig
nach der Erfindung,
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6 vier
Positionen von Elementen des Schaltfeder kontaktstiftes in unterschiedlichen
Schaltzuständen
sowie in
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7 das
zugehörige
Schaltdiagramm zu den Positionen gemäß 6.
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Der
allgemein mit 1 bezeichnete Schaltfederkontaktstift weist
ein dreiteiliges Gehäuse
auf mit einem ersten Gehäuseteil 1a aus
elektrisch leitendem Material, dauerhaft verbunden mit einem mittleren Gehäuseteil 1b aus
einem elektrisch isolierenden Material sowie einem weiteren Gehäuseteil 1c,
wiederum aus elektrisch leitendem Material, wobei, wie in 6 gezeigt,
das Gehäuseteil 1c mit
einem elektrischen Anschluss versehen ist.
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Die
Gehäuseteile 1a und 1c sind
auf entsprechende Außengewinde
am Gehäuseteil 1b verschraubt,
wobei in der Endmontagelage ein Verschlussstück 1d aus elektrisch
nicht leitendem Material auf das freie Ende des Gehäuseteiles 1c aufgeschraubt
ist. Es kann dort auch z. B. verpresst oder verklebt sein.
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Das
Gehäuseteil 1a weist
insgesamt eine innere Durchgangsbohrung auf sowie einen unteren verjüngten Teil,
ebenfalls mit Durchgangsbohrung, an dem sich im Inneren der allgemein
mit 7 bezeichneten Innenausnehmung eine Feder 2 abstützt, wobei
das andere Ende der Feder 2 wirkmäßig von einem Tastkopf 3 beaufschlagt
ist. Der Tastkopf 3 ist dazu mit einem Schaft 4 ausgerüstet, der
in das Innere eines Kontaktfederkäfigs 5 mit doppelseitigen Kontaktfedern 6 eingeschraubt
ist, wobei dieser Kontaktkäfig
in den 4 und 5 näher dargestellt ist.
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Zusätzlich greift
auf der der Eintrittsseite des Tastkopf schaftes 4 gegenüberliegenden
Seite in das Innere des Kontaktfederkäfigs 5 eine Isolierhülse 8, die
sich dann schließlich
auf der Oberseite der Feder 2 abstützt, so dass wirkmäßig der
Tastkopf 3 gegen die Kraft der Feder 2 verschiebbar
ist unter gleichzeitiger Bewegung des Kontaktkäfigs 5 und der Isolierhülse 8.
Dabei ist die Feder 2 gegenüber dem Tastkopf 3 isoliert.
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Alle
diese Elemente weisen innere Durchgangsbohrungen auf, durch die
in der Gebrauchslage ein Lichtwellenleiter, in 1 allgemein
mit 9 bezeichnet, eingezogen ist, der im Bereich des Tastkopfes 3 z.
B. mittels einer Klemmschraube 10, fixiert ist, ansonsten
aber die Schubbewegung des Tastkopfes 3 mit vollziehen
kann.
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In
den 2 und 3 ist die Einbausituation eines
erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstiftes 1 wiedergegeben,
wobei aus Darstellungsgründen
der Lichtwellenleiter dort nicht eingezeichnet ist. So ist z. B.
an einer Platine, in 2 nur angedeutet und mit 11 bezeichnet,
eine Mehrzahl von Montagehülsen 12 in
Durchgangsbohrungen fixiert, die zur Aufnahme je eines Schaltfederkontaktstiftes 1 dienen.
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Der
vom Tastkopf 3 weg weisende Bereich einer jeden Montagegehülse ist
in Art eines Topfbodens 12a ausgestaltet, der mit einer
Bajonettausnehmung 13 versehen ist, in die das untere Ende
in der Gestaltung eines Bajonettgegenelementes 14 einschwenkbar
ist, welches sich am unteren Rand des Schaltfederkontaktstiftes 1 befindet,
wobei auch diese Elemente mit Durchgangsausnehmungen für den Lichtwellenleiter
versehen sind.
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Zur
Ausübung
des Fixierdruckes ist der verjüngte
untere Teil des Gehäuses 1a außen von
einer Druckfeder 15 umgeben, die sich am Element des Bajonettverschlusses
im Topfboden 12a der Montagehülse abstützt, wie sich dies insbesondere
aus 2 ergibt. Damit ist eine sehr einfache Montage durch
einfaches Einstecken des Schaltfederkontaktstiftes 1 in
die Montagehülse 12 möglich. Nach Durchtritt
durch die Bajonettausnehmung 13 kann der Schaltfederkontaktstift
um 90° verdreht
werden, um gegen die Kraft der Feder 15 zu verrasten. Der
Innendurchmesser der Feder 15 ist dabei so gewählt, dass
das Bajonettverschlusselement 14 hindurchgesteckt werden
kann, das dann zusammen mit dem Schaltfederkontaktstift 1 in
die Montagehülse 12 einführbar ist.
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Die
wesentlichen Schritte des Zusammenbaus des Schaltfederkontaktstiftes
sind dabei die folgenden:
In das Gehäuseteil 1a, welches
bereits mit der Feder 15 ausgerüstet sein kann, wird das isolierende
Gehäuseteil 1b eingeschraubt
und nachfolgend das Gehäuseteil 1c aufgeschraubt.
Des weiteren werden die dem Tastkopf 3 zugeordneten Elemente
zusammengefügt,
wobei nach Aufschieben des Verschlussstückes 1d auf den Schaft 4 des
Tastkopfes 3 das dem Tastkopfende gegenüberliegende, mit einem Außengewinde 18 versehene
freie Ende in das korrespondierende Innengewinde des Kontaktfederkäfiges 5 eingeschraubt
und dort verklebt wird, wobei die andere Seite des Kontaktfederkäfiges 5 die
Isolierhülse 8 wenigstens
bereichsweise übergreift.
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Nunmehr
wird in das zusammengefügte
Gehäuseteil
aus den Elementen 1a, 1b und 1c die Feder 2 eingeworfen
und die Elemente mit Tastkopf 3 eingeschoben und durch
Verschrauben des Verschlussstückes 1d mit
dem Gehäuseteil 1c die
Endverbindung geschaffen, wobei auch hier eine andere Technologie
des Verbindens eingesetzt werden kann, etwa ein Verkleben oder ein
Verpressen.
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Am
Benutzungsort kann dann der Lichtwellenleiter 9 durch den
insgesamt freien Innenraum bis zum Tastkopf 3 eingeführt und
dort mittels der Schraube 10 fixiert werden.
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Natürlich ist
zum einen eine andere Art der Montage möglich, zum anderen können die
Elemente auch anders miteinander verbunden sein, als über die
hier dargestellten Gewinde.
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Aus 6 in
Verbindung mit 7 sind die Schaltzustände je nach
Eintauchtiefe des Schaftes 4 mit Tastkopf 3 wiedergegeben,
wobei dort aus Darstellungsgründen
der sich im Inneren befindende Lichtwellenleiter nicht dargestellt
ist. In 6 entspricht die obere Darstellung
der Position der Elemente zueinander, wie sie auch in 1 wiedergegeben
ist.
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Zur
weiteren Erklärung
der Schaltzustände werden
die Kontaktzungen der Kontaktfeder 6, wie in 4 angegeben,
auf der einen Seite mit 6a bezeichnet, und zwar auf der
Seite, die dem Tastkopf 3 zugewandt ist, und die anderen
Kontaktzungen mit 6b, die der Druckfeder 2 zugewandt
sind.
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Erkennbar
kontaktieren die Kontaktzungen 6a den leitenden Gehäuseteil 1c mit
einem ersten elektrischen Anschluss 16 und das Gehäuseteil 1b aus
elektrisch isolierendem Material, so dass kein Stromfluss zwischen
dem Anschluss 16 einerseits und dem mit 17 bezeichneten
zweiten elektrischen Anschluss auf der Montagehülse 12 andererseits möglich ist.
Wird nun der Tastkopf 3 in 6 weiter nach
innen gegen die Kraft der Feder 2 gedrückt, verschiebt sich der Kontaktkäfig so,
dass die Kontaktzungen 6b mit dem elektrisch leitenden
Gehäuseteil 1a in
Kontakt kommen, das seinerseits wiederum elektrisch leitend in der
Montagehülse 12 positioniert ist.
Da die Kontaktzungen 6a sich immer noch im elektrischen
Kontakt mit dem Gehäuseteil 1c befinden,
ist ein Stromfluss vom Anschluss 16 zum Anschluss 17 möglich.
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Wird
nun der Tastkopf 3 noch weiter gegen die Kraft der Feder 2 in 6 nach
links verschoben, diese Position ist in 6 mit "2. Schaltpunkt" bezeichnet, bewegen
sich die in 6 rechten Kontaktzungen 6a auf
die Innenfläche
des Gehäuseteiles 1b aus
elektrisch isolierendem Material zu, so dass der Stromfluss zwischen
den Anschlüssen 16 und 17 aufgehoben
wird. Die Endstellung dieser Bewegung ist in der unteren Abbildung
der 6 wiedergegeben.
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7 zeigt
das entsprechende "Ein-/Aus-Schaltdiagramm".
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Natürlich ist
das beschriebene Ausführungsbeispiel
der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken
zu verlassen. Dies gilt -sowohl für die Art des Zusammenbaues
und der entsprechenden Befestigungstechnik des Schaltfederkontaktstiftes
selbst, wie weiter oben schon beschrieben, aber auch für die Befestigung
des Schaltfederkontaktstiftes in der Montagehülse 12. Hier können auch
andere Technologien eingesetzt werden u. dgl. mehr.
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- 1
- Schaltfederkontaktstift
- 1a
- (erstes)
Gehäuseteil
- 1b
- (mittleres)
Gehäuseteil
- 1c
- (weiteres)
Gehäuseteil
- 1d
- Verschlussstück
- 2
- Feder
- 3
- Tastkopf
- 4
- Schaft
(des Tastkopfes)
- 5
- Kontaktfederkäfig
- 6
- Kontaktfeder
- 6a
- Kontaktzunge
(auf Seite des Tastkopfes)
- 6b
- Kontaktzunge
(auf Seite der Druckfeder)
- 7
- Innenausnehmung
- 8
- Isolierhülse
- 9
- Lichtwellenleiter
- 10
- Klemmschraube
- 11
- Platine
- 12
- Montagehülse
- 12a
- Topfboden
- 13
- Bajonettausnehmung
- 14
- Bajonettgegenelement
- 15
- (Druck)
Feder
- 16
- (erster
elektrischer) Anschluss
- 17
- (zweiter
elektrischer) Anschluss
- 18
- Außengewinde