DE102016113379B4

DE102016113379B4 - Längenveränderbare koaxiale elektrische Kontaktiervorrichtung, sowie Mess- und/oder Prüfeinrichtung mit mehreren Kontaktiervorrichtungen und Verfahren zum Ansteuern dieser Mess- und/oder Prüfeinrichtung

Info

Publication number: DE102016113379B4
Application number: DE102016113379.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Rödig; Thomas Paul; David Füß
Original assignee: Kathrein Werke KG
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 2016-07-20
Filing date: 2016-07-20
Publication date: 2018-02-08
Anticipated expiration: 2036-07-21
Also published as: DE102016113379A1

Abstract

Eine längenveränderbare koaxiale elektrische Kontaktiervorrichtung (1) umfasst einen Innenleiter (2), der von einem Außenleiter (3) umgeben ist, wobei der Außenleiter (3) aus zumindest zwei relativ zueinander verschiebbaren Segmenten (3a, 3b) besteht. Ein Abstützelement (4) weist eine Aufnahmeöffnung (5) auf, wobei in dieser Aufnahmeöffnung (5) zumindest ein Teil des ersten Segments (3a) des Außenleiters (3) mit dem darin befindlichen ersten Ende (2a) des Innenleiters (2) ortsfest zueinander angeordnet ist. Ein Haltelement (7) steht fest in Eingriff mit dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3). Eine Verschiebevorrichtung (9) ist sowohl an dem Halteelement (7) als auch an dem Abstützelement (4) angeordnet, wobei die Verschiebevorrichtung (9) dazu ausgebildet ist, einen Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) zu verringern bzw. zu vergrößern. Ein zweites Ende (2b) des Innenleiters (2) steht bei dem kleinsten Abstand (x) am weitesten aus dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3) axial heraus.

Description

Die Erfindung betrifft eine längenveränderbare koaxiale elektrische Kontaktiervorrichtung, sowie eine Mess- und/oder Prüfeinrichtung mit einer Vielzahl dieser Kontaktiervorrichtungen und ein Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung.
Um die elektrische Funktionsfähigkeit von elektronischen Geräten nach der Produktion sicherzustellen, werden je nach Gerät alle produzierten Geräte oder nur eine bestimmte Anzahl von Geräten einer Charge auf die gewünschte Funktionsfähigkeit überprüft. Bei einem solchen elektrischen Gerät handelt es sich beispielsweise um passive Hochfrequenzkomponenten, wie Phasenschieber. Häufig werden weniger als ein Prozent der hergestellten Phasenschieber dahingehend überprüft, ob die tatsächlichen Eigenschaften auch den gewünschten Eigenschaften entsprechen. In Abhängigkeit von dem Ergebnis wird dann daraus geschlossen, dass dies auch für die anderen, nicht geprüften Phasenschieber, mit einer hohen Wahrscheinlichkeit zutreffen muss. Ein solcher Prüfvorgang ist, je nach Anzahl der Streifenleiter, zeitaufwendig. So müssen beide Enden jedes Streifenleiters mit weiteren Anschlüssen versehen, insbesondere verlötet werden. Ein Ende des Streifenleiters wird mit einem Abschlusswiderstand und das andere Ende des Streifenleiters mit einem Messgerät verbunden. Der Zeitaufwand, um einen solchen Phasenschieber bezüglich seinen elektrischen Eigenschaften (beispielsweise VSWR (engl. Voltage Standing Wave Ratio; dt. Stehwellenverhältnis)) zu überprüfen, dauert mehrere Minuten. Weiterhin kann ein überprüfter Phasenschieber aufgrund der Lötstellen nicht mehr weiter verwendet, also verkauft werden.
Aus der US 5,291,129 A ist ein Tastkopf bekannt, der insbesondere von einem Roboterarm bewegt wird. Dieser umfasst einen Innenleiter, der von einem Außenleiter umgeben ist und gegenüber diesem in Längsrichtung verschoben werden kann. Eine Feder drückt dabei den Innenleiter aus dem Außenleiter hervor. Sobald die Spitze des Tastkopfes (Innenleiter) in Kontakt mit einem Prüfling gelangt, wird diese ein Stück weit entgegen der Federkraft in den Außenleiter eingeschoben.
Die US 6,053,777 A zeigt eine koaxiale Kontaktiereinrichtung, die auf ein Koaxialkabel geschraubt werden kann. Die Kontaktiereinrichtung umfasst eine Außenleiteranordnung und eine Innenleiteranordnung. Die Innenleiteranordnung ist innerhalb der Außenleiteranordnung angeordnet und umfasst einen Kontaktstift, der in einem Zylinder angeordnet und in diesem verschiebbar ist. In diesem Zylinder ist ebenfalls noch eine Feder angeordnet, sodass der Kontaktstift vorgespannt ist. Sobald der Kontaktstift auf einen Prüfling trifft, wird er ein Stück weit entgegen der Federkraft in den Zylinder eingeschoben.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Kontaktiervorrichtung zu schaffen, mit welcher ein elektrisches Gerät, insbesondere in Form eines Phasenschiebers, zerstörungsfrei hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften vermessen werden kann. Weiterhin ist es außerdem die Aufgabe eine entsprechende Mess- und/oder Prüfeinrichtung zu schaffen, mit der das zu untersuchende Gerät hinsichtlich seiner elektrischen Eigenschaften automatisch vermessen werden kann. Eine weitere Aufgabe ist es ein entsprechendes Verfahren für die Mess- und/oder Prüfeinrichtung anzugeben, durch das dieses angesteuert werden kann.
Die Aufgabe wird bezüglich der Kontaktiervorrichtung durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. In den Ansprüchen 2 bis 14 sind erfindungsgemäße Weiterbildungen der Kontaktiervorrichtung angegeben. Weiterhin wird die Aufgabe bezüglich der Mess- und/oder Prüfeinrichtung durch den Anspruch 15 gelöst. In den Ansprüchen 16 bis 22 sind Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung angegeben. Bezüglich des Verfahrens zum Ansteuern der Mess- und/oder Prüfeinrichtung, wird die entsprechende Aufgabe durch den Anspruch 23 gelöst. In den Ansprüchen 24 bis 29 sind erfindungsgemäße Weiterbildungen des Verfahrens angegeben.
Die längenveränderbare koaxiale elektrische Kontaktiereinrichtung umfasst einen Innenleiter, der von einem Außenleiter umgeben ist, wobei der Außenleiter aus zumindest zwei relativ (koaxial) zueinander verschiebbaren Segmenten besteht. Die Kontaktiervorrichtung umfasst außerdem ein Abstützelement, welches eine Aufnahmeöffnung aufweist. In dieser Aufnahmeöffnung ist zumindest ein Teil des ersten Segments des Außenleiters mit dem darin befindlichen ersten Ende des Innenleiters ortsfest zueinander angeordnet. Dabei ist der Innenleiter von dem Außenleiter galvanisch getrennt. Vorzugsweise befindet sich ein Dielektrikum zwischen dem Innenleiter und dem Bereich des ersten Segments des Außenleiters. Unter dem Wortlaut "ortsfest zueinander angeordnet" ist zu verstehen, dass sowohl das erste Ende des Innenleiters, als auch zumindest ein Teil des ersten Segments des Außenleiters sich nicht gegeneinander verschieben können und sich ebenfalls nicht gegenüber der Aufnahmeöffnung, also gegenüber dem Abstützelement verschieben können. Weiterhin umfasst die Kontaktiervorrichtung ein Halteelement, das mit dem zweiten Segment des Außenleiters fest in Eingriff steht. Zudem umfasst die Kontaktiervorrichtung eine Verschiebevorrichtung, die sowohl an dem Halteelement als auch an dem Abstützelement angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht. Die Verschiebevorrichtung ist dazu ausgebildet, einen Abstand zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement zu verringern oder zu vergrößern, wobei ein zweites Ende des Innenleiters, das dem ersten Ende gegenüberliegt, bei dem kleinsten Abstand zwischen dem Halteelement und Abstützelement am weitesten aus dem zweiten Segment des Außenleiters axial hervorsteht.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass der Außenleiter aus zwei relativ zueinander verschiebbaren Segmenten (teleskopierbar) besteht. Aufgrund der Tatsache, dass beide Segmente ortsfest an dem Abstützelement bzw. dem Halteelement angeordnet sind, kann – wenn der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement verändert wird – die Länge des Außenleiters geändert werden. Der Innenleiter selbst ist längenunveränderlich und wird je nach gewähltem Abstand zwischen dem Abstützelement und dem Halteelement unterschiedlich weit aus dem zweiten Segment des Außenleiters herausgedrückt. Der Innenleiter ist nur mit seinem ersten Ende fest (ortsfest) mit dem Abstützelement (ggf. mittelbar über das erste Segment des Außenleiters) verbunden. Das zweite Ende des Innenleiters ist nicht fest am Halteelement angeordnet. Mit einer solchen längenveränderbaren koaxialen Kontaktiervorrichtung ist es möglich, dass der Innenleiter in ein Gehäuse des zu untersuchenden Geräts (DUT; Device Under Test) hineingeschoben wird, um dort die entsprechenden Enden der Streifenleiter zu kontaktieren.
Um die Kontaktierung reproduzierbar zu halten und zu verbessern, weist die Kontaktiervorrichtung in einem weiteren Ausführungsbeispiel an dem zweiten Ende des Innenleiters einen Kontaktierungsbereich auf. Der Innenleiter umfasst dabei an seinem Kontaktierungsbereich einen vergrößerten Durchmesser oder er ist an seinem Kontaktierungsbereich mit einer Kontaktplatte oder einer Kontaktscheibe versehen. Dieser Kontaktierungsbereich kann in Draufsicht eine runde oder eine eckige Form aufweisen. Durch die Vergrößerung am Kontaktierungsbereich ist der Innenleiter in der Lage, eine galvanische Kontaktierung des Prüfobjekts sicher zu erreichen, auch wenn dieses geringfügig versetzt zu einer optimalen Position angeordnet ist. Eine solche Kontaktiervorrichtung kann insbesondere für automatisierte Prüfverfahren eingesetzt werden.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind der Innenleiter und der Außenleiter der Kontaktiervorrichtung derart zueinander angeordnet, dass zumindest bei dem kleinsten Abstand, der durch die Verschiebevorrichtung zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement einstellbar ist, das zweite Ende des Innenleiters aus dem zweiten Segment des Außenleiters heraustritt und in Kontakt zu einem Prüfobjekt bringbar ist. Umgekehrt gilt, dass zumindest bei dem größten Abstand, der durch die zumindest eine Verschiebevorrichtung zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement einstellbar ist, das zweite Ende des Innenleiters vollständig radial von dem zweiten Segment des Außenleiters umgeben ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kontaktiervorrichtung erläutert, dass das Halteelement von einer Durchgangsöffnung durchsetzt ist, wobei das zweite Segment des Außenleiters zumindest aus dem ersten Ende der Durchgangsöffnung heraussteht, wobei das erste Ende der Durchgangsöffnung von dem Abstützelement weiter entfernt ist als das zweite Ende. Der Bereich des zweiten Segments des Außenleiters, der aus dem ersten Ende der Durchgangsöffnung heraussteht, umfasst eine zumindest teilweise in Umfangsrichtung des zweiten Segments verlaufende Nut, die in galvanischen Kontakt zu einer Massefläche des Prüfobjekts bringbar ist. Eine solche Nut ist besonders vorteilhaft, weil sich dadurch der Außenleiter leichter an den Prüfling anlegen kann. Eine Bewegung in axialer Richtung (entlang des Innenleiters) ist dann nicht mehr möglich.
Das zweite Segment des Außenleiters kann mehrteilig ausgebildet sein, wobei die einzelnen Teile ortsfest zueinander ausgerichtet und fest miteinander verbunden sind.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Kontaktiervorrichtung ist in der Aufnahmeöffnung des Abstützelements, in der das erste Ende des Innenleiters und ein Teil des ersten Segments des Außenleiters ortsfest zueinander angeordnet sind, eine Verbindungsbuchse angeordnet. An der Verbindungsbuchse ist ein Abschlusswiderstand angeschlossen, über den der Innenleiter mit dem Außenleiter elektrisch verbunden ist. Ein solcher Abschlusswiderstand ist vorzugsweise aufsteckbar. Dadurch kann die entsprechende Kontaktiervorrichtung entweder mit einem Abschlusswiderstand versehen sein oder an ein übergeordnetes Messgerät (z.B. Netzwerkanalysator) angeschlossen werden.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung umfasst die Verschiebevorrichtung zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder einen Elektromotor. Für den Fall, dass die Verschiebevorrichtung einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder umfasst, ist der Kolben des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit dem Halteelement verbunden, wohingegen das Gehäuse des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit dem Abstützelement verbunden ist. Die Verbindung könnte auch umgekehrt erfolgen. Vorzugsweise wird bei Aktivierung des Pneumatikoder Hydraulikzylinders (Einpressen des Fluids) der Kolben aus dem Zylinder herausgedrückt, wodurch ein Abstand zwischen dem Abstützelement und dem Halteelement vergrößert wird.
In einer weiteren Ausführungsform der Kontaktiervorrichtung umfasst diese vorzugsweise zumindest eine Feder. Diese zumindest eine Feder wirkt derart mit der Verschiebevorrichtung zusammen und ist vorzugsweise so an dieser angeordnet, dass bei einer fehlenden Ansteuerung bzw. Beaufschlagung des Verschiebeelements, der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement aufgrund der Federkraft auf den kleinsten Abstand eingestellt wird. Die Feder führt daher dazu, dass sich das Halteelement und das Abstützelement aufeinander zu bewegen (Verschiebevorrichtung nicht aktiviert). In diesem Fall steht der Innenleiter aus dem Außenleiter hervor. Im Rahmen der Messung ist es daher ausreichend, wenn der Elektromotor nicht bestromt bzw. die Druckzylinder (Pneumatik oder Hydraulik) nicht aktiv durch ein Fluid (Luft bzw. Öl) beaufschlagt werden, bzw. ein solches Fluid nicht in die Druckzylinder eingepresst wird.
Die erfindungsgemäße Mess- und/oder Prüfeinrichtung ist mit einer Vielzahl der Kontaktiervorrichtungen ausgestattet. Sie umfasst eine Grundplatte, auf der die Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen fixiert sind. Weiterhin umfasst die Mess- und/oder Prüfeinrichtung eine Steuerungseinrichtung, die mit den Kontaktiervorrichtungen in Wirkverbindung steht und dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Verschiebevorrichtungen der einzelnen Kontaktiervorrichtungen derart anzusteuern, dass über diese der Abstand zwischen den jeweiligen Halteelementen und den jeweiligen Abstützelementen veränderbar ist. Vorzugsweise werden durch die Steuerungseinrichtung alle Verschiebevorrichtungen gleichzeitig oder mit einem Zeitversatz von weniger als 1 Sekunde aktiviert. Weiterhin umfasst die Mess- und/oder Prüfeinrichtung eine Trägerplatte, auf der ein Prüfling anordenbar oder angeordnet ist. Weiterhin weist die Mess- und/oder Prüfeinrichtung eine Verstelleinrichtung auf, die dazu ausgebildet ist, die Trägerplatte oder die Grundplatte derart in Richtung der Trägerplatte oder der Grundplatte zu bewegen (aufeinander zu bewegen), dass die Außenleiter der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen in galvanischem Kontakt zu dem Massebereich des Prüflings treten oder bringbar sind. Die erfindungsgemäße Mess- und/oder Prüfeinrichtung eignet sich zur automatisierten Stückprüfung von Prüflingen, insbesondere von Phasenschiebern. Dadurch wird ein Prüfling nach dem anderen auf seine elektrischen Eigenschaften hin vermessen.
Die Verstelleinrichtung ist vorzugsweise dazu ausgebildet, die Trägerplatte oder die Grundplatte in einer Bewegungsbahn zu bewegen, die quer, vorzugsweise senkrecht zur Bewegungsbahn verläuft, mit der der Innenleiter der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen aus dem Außenleiter hervortritt. Dies erlaubt, dass der Prüfling sehr einfach in Richtung der Kontaktiervorrichtungen geführt werden kann, wobei die Innenleiter der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen seitlich in den Prüfling hinein verschoben werden können, bis ein galvanischer Kontakt zu den jeweiligen Streifenleitungen stattfindet.
Bevorzugt umfasst die Grundplatte eine Vielzahl von Positionieröffnungen. Jede Kontaktiervorrichtung ist dabei mit ihrem Halteelement in einer Positionieröffnung der Grundplatte angeordnet. Die Kontaktiervorrichtungen weisen zur Befestigung an ihrem Halteelement eine Befestigungsöffnung auf, in die zumindest eine Schraubverbindung greift, worüber die Grundplatte mit den jeweiligen Kontaktiervorrichtungen verbunden ist. Die Schraubverbindung und die Befestigungsöffnung sind dabei so ausgestaltet, dass die jeweilige Kontaktiervorrichtung mit der Grundplatte unter Zulassung eines Spiels verbunden ist. Ein solches Spiel kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass es sich bei der Befestigungsöffnung um ein Langloch handelt, wobei die Schraubverbindung entlang des Langlochs bewegbar ist. In der Positionieröffnung ist weiterhin vorzugsweise zumindest eine Feder angeordnet, so dass sich das jeweilige Halteelement gegenüber dem Boden der Positionieröffnung, also gegenüber der Grundplatte federnd über diese abstützt. Bei einer Kontaktierung des Außenleiters mit dem Prüfling erfolgt aufgrund der Federkraft ein Anpressen des Außenleiters an den entsprechenden Massebereich des Prüflings. Dadurch wird die Reproduzierbarkeit der Masseverbindung erhöht.
Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung umfasst in einem weiteren Ausführungsbeispiel noch eine Dreheinrichtung, die mit der Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht und die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche mechanische Schaltstellungen des Prüfunglings einzustellen. Für den Fall, dass es sich bei dem Prüfling beispielsweise um einen Phasenschieber handelt, kann die Dreheinrichtung unterschiedliche Phasenstellungen einstellen. Hierzu greift die Dreheinrichtung an ein zeigerförmiges Speise- und/oder Abgriffelement ein, das über den Streifenleitungen angeordnet ist. Das Speise- und/oder Abgriffelement wird in entsprechende Stellungen gedreht, wobei im Anschluss die Messung der elektrischen Parameter stattfindet. Hierzu umfasst die Dreheinrichtung vorzugsweise noch eine Drehmomentmesseinrichtung. Über diese kann die Kraft gemessen werden, die notwendig ist, um das Speise- und/oder Abgriffelement zu verdrehen.
In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst die Mess- und/oder Prüfeinrichtung noch eine Greif- und/oder Schraubeinrichtung. Die Greif- und/oder Schraubeinrichtung ist dazu ausgebildet, den Prüfling auf der Trägerplatte anzuordnen (greifen) und mit dieser zu verschrauben und von dieser zu entfernen. Über die Greif- und/oder Schraubeinrichtung ist es außerdem möglich, einen Deckel auf ein Gehäuse des Prüflings zu schrauben oder zu pressen.
Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung umfasst in einem zusätzlichen Ausführungsbeispiel auch eine Messeinrichtung, vorzugsweise in Form eines Netzwerkanalysators, die mit der Steuerungseinrichtung in Wirkverbindung steht und dazu ausgebildet ist, über die jeweiligen Kontaktiervorrichtungen mehrere elektrische Parameter des Prüflings, wie beispielsweise das VSWR und/oder die Durchgangsprüfung zu messen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Ansteuern der Mess- und/oder Prüfeinrichtung umfasst mehrere Verfahrensschritte. Zu Beginn wird der Prüfling in Form eines Phasenschiebers auf der Trägerplatte fixiert und die Verschiebevorrichtungen der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen derart angesteuert, dass sich der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement vergrößert. Dies gelingt vorzugsweise dadurch, dass ein Fluid in die Druckzylinder eingeleitet wird. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Grundplatte in Richtung der Trägerplatte bzw. die Trägerplatte in Richtung der Grundplatte verschoben, bis die Außenleiter der Kontaktiervorrichtungen in galvanischen Kontakt zu den entsprechenden Masseflächen des Prüflings treten. Im Weiteren werden die Kontaktiervorrichtungen nochmals angesteuert, so dass sich der Abstand zwischen dem Halteelement und dem Abstützelement so lange verkleinert, bis die Innenleiter der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen galvanisch in Kontakt zu je einem Ende der Streifenleitung des Prüflings treten. Dies bedeutet, dass eine Streifenleitung in Kontakt zu zwei Kontaktiervorrichtungen tritt. Für den Fall, dass ein Phasenschieber über vier Streifenleitungen verfügt, sind mindestens acht Kontaktiervorrichtungen notwendig. Im Anschluss daran werden die elektrischen Eigenschaften des Prüflings gemessen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist es außerdem möglich, dass ein Deckel auf das Gehäuse des Prüflings aufgeschraubt oder aufgepresst wird. Ein solches Aufschrauben oder Aufpressen eines Deckels kann vor oder nach der Kontaktierung der Streifenleitungen mit dem jeweiligen Innenleiter erfolgen. Aufgrund der Tatsache, dass der Innenleiter seitlich in den Prüfling eintritt, ist es möglich, eine entsprechende Aussparung in dem Gehäuse zu lassen. In diesem Fall kann der Deckel auf dem Prüfling bereits vor Einsetzen einer Kontaktierung der Außenleiter und Innenleiter aufgebracht werden.
Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass im Verfahrensschritt Messen das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement entlang der Streifenleitungen in eine erste Position bzw. Winkellage verfahren wird. Sobald diese Position erreicht ist, werden die elektrischen Eigenschaften des Prüflings in dieser ersten Position, also Winkellage gemessen. Im Anschluss daran erfolgt ein Drehen des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements entlang der Streifenleitung in eine zweite Position bzw. Winkellage. Auch in der zweiten Position bzw. Winkellage werden wiederum die elektrischen Eigenschaften des Prüflings gemessen. Es ist überdies möglich, dass das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement entlang der Streifenleitung in eine Position bzw. Winkellage bewegt wird, die sich zwischen der ersten und der zweiten Position bzw. Winkellage oder vor bzw. nach der ersten oder zweiten Position befindet. Auch in dieser Position werden die elektrischen Eigenschaften des Prüflings gemessen. Es können beliebig viele Messungen in beliebig vielen voneinander beabstandeten Positionen/Ausrichtungen des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements gemacht werden. Es hat sich allerdings gezeigt, dass das Einstellen von zumindest drei unterschiedlichen Positionen durch das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement ausreichend ist.
In einem weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist es vorteilhaft, wenn das Drehmoment erfasst wird, welches für das Drehen des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements notwendig ist.
Schlussendlich kann die Messung ausgewertet werden und die Grundplatte von Trägerplatte räumlich entfernt werden. Im Anschluss daran erfolgt das Entfernen des Prüflings von der Trägerplatte.
Die vorherigen Verfahrensschritte können dann für einen anderen Prüfling wiederholt werden.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1A bis 1C: verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen längenveränderbaren koaxialen elektrischen Kontaktiervorrichtung;
1D: eine räumliche Ansicht der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung;
2: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung;
3A, 3B: zwei Längsschnitte durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung, wobei einmal ein Innenleiter aus dem Außenleiter hervorsteht und einmal nicht;
4A: eine Draufsicht auf eine vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung mit einer Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen, die einen Prüfling in Form eines Phasenschiebers an unterschiedlichen Stellen elektrisch kontaktieren;
4B: eine vergrößerte Darstellung eines Ausschnitts aus 4A, der verdeutlicht, wie die Kontaktierung des Außenleiters mit dem Prüfling erfolgt;
5: eine Schnittdarstellung entlang der Linie A-A aus 4A der Mess- und/oder Prüfeinrichtung;
6 bis 9C: verschiedene Ansichten der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung;
10: ein Blockschaltbild, das die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung näher beschreibt; und
11 bis 14: verschiedene Flussdiagramme, die ein Verfahren zum Ansteuern der Mess- und/oder Prüfeinrichtung beschreiben, um einen Prüfling auf seine elektrischen Eigenschaften hin zu vermessen.
Die 1A bis 1C zeigen verschiedene Ansichten einer erfindungsgemäßen längenveränderbaren koaxialen elektrischen Kontaktiervorrichtung 1. Die 1D zeigt eine räumliche Ansicht dieser Kontaktiervorrichtung 1. Die Kontaktiervorrichtung 1 umfasst einen Innenleiter 2, der von einem Außenleiter 3 umgeben ist. Der Außenleiter 3 besteht aus zumindest zwei relativ zueinander verschiebbaren Segmenten 3a, 3b. Diese beiden Segmente 3a, 3b sind in den 2, 3A und 3B zu erkennen, die eine Schnittzeichnung entlang der Längsachse durch die elektrische Kontaktiervorrichtung 1 zeigen.
Der Außenleiter 3 und der Innenleiter 2 sind galvanisch voneinander getrennt.
Die Kontaktiervorrichtung 1 umfasst außerdem ein Abstützelement 4 das eine Aufnahmeöffnung 5 aufweist. In dieser Aufnahmeöffnung 5 sind zumindest ein Teil des ersten Segments 3a des Außenleiters 3 mit dem darin befindlichen ersten Ende 2a des Innenleiters 2 ortsfest zueinander angeordnet. Der Wortlaut "ortsfest" bedeutet, dass sowohl das erste Ende 2a des Innenleiters 2 als auch der zumindest ein Teil des ersten Segments 3a des Außenleiters 3 unverschiebbar zueinander und unverschiebbar gegenüber dem Abstützelement 4 in der Aufnahmeöffnung 5 angeordnet sind.
In der Aufnahmeöffnung 5 des Abstützelements 4 ist eine Verbindungsbuchse 6 angeordnet. Diese Verbindungsbuchse 6 dient dazu, dass die Kontaktiervorrichtung 1 über eine nicht dargestellte Kabelverbindung mit einer Messeinrichtung verbunden werden kann. Diese Verbindungsbuchse 6 kann, wie später noch erläutert wird, auch mit einem Abschlusswiderstand versehen sein, über den der Innenleiter 2 mit dem Außenleiter 3 elektrisch verbunden ist. Der Abschlusswiderstand weist insbesondere eine Größe von 50 Ohm auf. In anderen Ausführungsbeispielen könnten die Abschlusswiderstände grundsätzlich auch einen anderen Wert aufweisen (z.B. 75 Ohm oder Kurzschluss).
Weiterhin umfasst die Kontaktiervorrichtung 1 ein Halteelement 7, das mit dem zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 fest in Eingriff steht. Dies bedeutet, dass das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 axial unverschieblich gegenüber dem Halteelement 7 angeordnet ist. Vorzugsweise ist das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 über eine Schraubverbindung 8 (siehe 3A, 3B) fest mit dem Halteelement 7 verschraubt.
Das Halteelement 7 und das Abstützelement 4 sind vorzugsweise aus einem rechteckigen Quader gebildet und bestehen aus oder umfassen vorzugsweise ein Metall bzw. eine Metalllegierung. Sie sind daher vorzugsweise elektrisch leitfähig. Sie könnten allerdings auch aus einem Kunststoff bestehen. Der Außenleiter 3 ist vorzugsweise galvanisch leitend mit dem Abstützelement 4 und dem Halteelement 7 verbunden. Die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 sind ebenfalls galvanisch leitend miteinander verbunden.
Die Kontaktiervorrichtung 1 umfasst außerdem noch zumindest eine Verschiebevorrichtung 9. Die Verschiebevorrichtung 9 ist sowohl an dem Halteelement 7 als auch an dem Abstützelement 4 angeordnet und steht mit diesen in Eingriff. Die Verschiebevorrichtung 9 ist dazu ausgebildet, einen Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 zu verringern bzw. zu vergrößern. Ein zweites Ende 2b des Innenleiters 2, das dem ersten Ende 2a gegenüberliegt, steht bei dem kleinsten Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 am weitesten aus dem zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 axial heraus. Dieser Sachverhalt wird später noch im Hinblick auf 3B genau beschrieben.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen besteht die Verschiebevorrichtung 9 aus zumindest einem Pneumatikzylinder. Der Pneumatikzylinder umfasst ein Gehäuse 9a und einen Kolben 9b. Der Kolben 9b des zumindest einen Pneumatikzylinders ist mit dem Halteelement 7 verbunden, wohingegen das Gehäuse 9a des zumindest einen Pneumatikzylinders mit dem Abstützelement 4 verbunden ist. Es wäre auch möglich, dass das Gehäuse 9a des zumindest einen Pneumatikzylinders mit dem Halteelement 7 und der Kolben 9b des zumindest einen Pneumatikzylinders mit dem Abstützelement 4 verbunden ist. Der Pneumatikzylinder umfasst außerdem einen Ein- und Auslassbereich 10, über den er mit einer Druckluftleitung verbindbar ist. Sobald Druckluft dem Pneumatikzylinder über den Ein- und Auslassbereich 10 zugeführt wird, wird der Kolben 9b aus dem Pneumatikzylinder herausbewegt. Der Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 beginnt sich zu vergrößern. Der Abstand x vergrößert sich so lange, wie Druckluft zugeführt wird. Der größte Abstand x ist dann erreicht, wenn der Kolben 9b einen ersten Anschlag erreicht oder wenn die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 auf ihre größte Länge hin ausgefahren sind, sich also am wenigsten weit gegenseitig überlappen. In diesem Punkt weist der Außenleiter 3 seine größte Länge auf.
Umgekehrt kann die Druckluft auch über den Einlass- und Auslassbereich 10 herausgelassen (bzw. herausgesaugt) werden. In diesem Fall würde sich der Kolben 9b in den Pneumatikzylinder hinein bewegen. Ein Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 wird verringert. Der kleinste Abstand x wird dann erreicht, wenn sich der Kolben 9b in einer zweiten Anschlagsposition in dem Pneumatikzylinder befindet oder wenn die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 vollständig ineinander geschoben sind, sich also fast vollständig überlappen. In diesem Punkt weist der Außenleiter 3 seine kleinste Länge auf.
Es können auch mehrere Pneumatikzylinder verwendet werden, wobei ein Pneumatikzylinder dazu ausgebildet ist, den Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 zu vergrößern, wobei ein anderer Pneumatikzylinder dazu ausgebildet ist, bei einer Beaufschlagung (Fluid wird zugeführt) mit Fluid den Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 zu verkleinern. Durch abwechselndes Beaufschlagen der Pneumatikzylinder kann der Abstand x sehr schnell verändert werden. Der Abstand x zwischen dem größten und dem kleinsten Wert kann vorzugsweise in weniger als 1 Sekunde, weiter vorzugsweise in weniger als 0,5 Sekunden und weiter vorzugsweise in weniger als 0,3 Sekunden vom größten Abstand X zum kleinsten Abstand x und/oder umgekehrt geändert werden.
Anstelle eines Pneumatikzylinders kann auch ein Hydraulikzylinder verwendet werden. Grundsätzlich kann auch ein Elektromotor, vorzugsweise in Form eines Linearantriebs eingesetzt werden, über den der Abstand X zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 verstellbar ist.
Für den Fall, dass lediglich ein Pneumatikzylinder verwendet wird, umfasst die Kontaktiervorrichtung 1 vorzugsweise noch zumindest eine Feder 11. Eine solche Feder ist beispielsweise in den Querschnitten der Kontaktiervorrichtung 1 aus den 2, 3A und 3B zu entnehmen. Die zumindest eine Feder 11 wirkt derart mit der Verschiebevorrichtung 9 zusammen und ist an dieser angeordnet, so dass bei einer fehlenden Ansteuerung bzw. Beaufschlagung (keine Zuführung eines Fluids und Auslassbereich 10 geöffnet) der Verschiebevorrichtung 9 der Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 durch die Federkraft auf den kleinsten Abstand x eingestellt wird. Eine fehlende Beaufschlagung des Pneumatikzylinders führt dazu, dass sich der Zustand gemäß den 1A und 3B einstellt, bei welchen das zweite Ende 2b des Innenleiters 2 aus dem zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 heraustritt. Die Federkraft muss dabei kleiner sein als die Kraft, die durch das einströmende Fluid auf den Kolben 9b ausgeübt wird.
Die Feder 11 ist vorzugsweise innerhalb des Pneumatikzylinders an dem Kolben 9b angeordnet. Genauer gesagt ist ein Ende der Feder 11 an dem Kolben 9b angeordnet, wohingegen das andere Ende sich an einer Schulter des Gehäuses 9 abstützt. Bei der Feder 11 handelt es sich um eine Druckfeder, die den Kolben 9b in Richtung des zweiten Anschlags verschieben möchte (Abstand x wird dadurch kleiner). Die Feder 11 könnte auch außerhalb des Gehäuses 9 des Pneumatikzylinders angeordnet sein. Beispielsweise könnte sie zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 angeordnet sein, wobei sich die Feder mit einem Ende an dem Abstützelement 4 abstützt und mit dem anderen Ende an dem Kolben 9b befestigt ist. Sie könnte auch mit einem Ende an dem Halteelement 7 und mit dem anderen Ende an dem Abstützelement 4 angeordnet sein. In diesem Fall müsste die Feder 11 als Zugfeder ausgebildet sein, die beide Elemente 4, 7 aufeinander zu ziehen möchte. Grundsätzlich gilt, dass die Feder 11 mit einem Ende an einem Gegenstand angebracht ist, an dem sich das Gehäuse 9a des Pneumatikzylinders mittelbar oder unmittelbar abstützt, wohingegen das andere an einem Gegenstand angebracht werden soll, wo sich der Kolben 9b des Pneumatikzylinders mittelbar oder unmittelbar abstützt. Der Kolben 9b des Pneumatikzylinders ist vorzugsweise mit einem Ende ortsfest an dem Halteelement 7 angeordnet, weiter vorzugsweise mit diesem verschraubt.
Der Innenleiter 2 weist an seinem zweiten Ende 2b einen Kontaktierungsbereich 12 auf, der in Anschlag zu einem Prüfobjekt 21 (z.B. 4A) bringbar ist. Der Innenleiter 2 umfasst an seinem Kontaktierungsbereich 12 einen vergrößerten Durchmesser oder ist an seinem Kontaktierungsbereich 12 mit einer Kontaktplatte oder Kontaktscheibe versehen. In Draufsicht auf den Kontaktierungsbereich 12 weist dieser vorzugsweise eine runde Form auf. Er könnte auch eine eckige Form aufweisen.
Das Halteelement 7 ist vorzugsweise von einer Durchgangsöffnung 13 durchsetzt, wobei das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 zumindest aus dem ersten Ende 13a der Durchgangsöffnung 13 heraussteht, wobei das erste Ende 13a der Durchgangsöffnung 13 von dem Abstützelement 4 weiter entfernt ist als das zweite Ende 13b der Durchgangsöffnung 13. Der Bereich des zweiten Segments 3b des Außenleiters 3, das aus dem ersten Ende 13a der Durchgangsöffnung 13 heraussteht, umfasst eine zumindest teilweise in Umfangsrichtung des zweiten Segments 3b verlaufende Nut 14. Über eine Umfangsfläche dieser Nut 14 ist der Außenleiter in galvanischen Kontakt zu einer Massefläche des Prüfobjekts 21 bringbar.
Die Nut 14 ist derart ausgestaltet, dass sie im Längsschnitt eine Trichterform aufweist, sich also zur Oberfläche des zweiten Segments 3b hin verbreitert. Durch diese Verbreiterung wird eine Einführ- und Zentrierhilfe geschaffen, wodurch es möglich ist, dass sich die Kontaktiervorrichtung 1 sehr einfach an den Prüfling 21 anschmiegt und diesen galvanisch kontaktiert.
Das Halteelement 7 weist außerdem vorzugsweise eine Befestigungsöffnung 15 auf, über die es mit einer Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 (4A bis 10) befestigbar ist. Bei dieser Befestigungsöffnung 15 handelt es sich vorzugsweise um ein Langloch, so dass die Befestigung mit einer Art Spiel erfolgen kann. Dies bedeutet, dass sich die Kontaktiervorrichtung 1 noch um ein gewisses Maß quer, vorzugsweise senkrecht zur Ausrichtung des Innenleiters 2 bzw. des Außenleiters 3 bewegen kann.
Die 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung 1, welches den Aufbau des Außenleiters 3 näher erläutert. Die 3A und 3B zeigen zwei Längsschnitte durch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung 1, wobei der Abstand zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 unterschiedlich eingestellt ist.
In 2 befindet sich das zweite Ende 2b des Innenleiters 2 innerhalb des zweiten Segments 3b des Außenleiters 3. Der Innenleiter 2 selbst ist vorzugsweise axial unverschiebbar und weiter vorzugsweise längenunveränderlich ausgestaltet. Dies bedeutet, dass er weder verkürzt noch verlängert werden kann. Der Innenleiter 2 ist außerdem vorzugsweise einteilig ausgebildet.
Das zweite Ende 2b des Innenleiters 2 ist in 2 vollständig (radial) von dem zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 umgeben. Die Stirnseite des zweiten Segments 3b des Außenleiters 3 und die Stirnseite des zweiten Endes 2b, also des Kontaktierungsbereichs 12, des Innenleiters 2, verlaufen in diesem Ausführungsbeispiel durch die gleiche Ebene. Es wäre auch möglich, dass die Stirnseite des zweiten Endes 2b des Innenleiters 2, also der Kontaktierungsbereich 12, weiter in dem zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 angeordnet ist. In diesem Fall würde das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 über den Kontaktierungsbereich 12 hervorstehen.
Gestrichelt dargestellt ist in 2 der Verlauf des Innenleiters 2. Zwischen dem Innenleiter 2 und dem ersten Segment 3a des Außenleiters 3 ist ein Dielektrikum 16 angeordnet. Das Dielektrikum 16 erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Länge des ersten Segments 3a des Außenleiters 3. Es wäre auch möglich, dass sich das Dielektrikum 16 nur über eine Teillänge des ersten Segments 3a des Außenleiters 3 erstreckt, insbesondere nur über den Bereich, der von dem Abstützelement 4 umgeben ist.
Die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 sind teleskopisch ineinander verfahrbar. Dadurch sind sie relativ zueinander verschiebbar. Die Länge, um die die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 relativ zueinander verschiebbar sind, entspricht vorzugsweise dem Hub H (siehe 3B) des Pneumatikzylinders.
Der Hub entspricht vorzugsweise weniger als 2 cm, weiter vorzugsweise weniger als 1,5 cm, weiter vorzugsweise weniger als 1 cm. Er ist allerdings vorzugsweise größer als 0,3 cm, weiter vorzugsweise größer als 0,7 cm, weiter vorzugsweise größer als 0,9 cm und weiter vorzugsweise größer als 1,3 cm.
Der Hub H entspricht in diesem Fall auch der Differenz zwischen dem größten Abstand x und dem kleinsten Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4. Der erreichbare Hub H könnte auch dadurch verringert werden, dass beispielsweise das zweite Segment 3b frühzeitig, also noch bevor der Kolben 9b die gesamte freie Wegstrecke innerhalb des Pneumatikzylinders zurückgelegt hat, in Anschlag zu dem Abstützelement 4 gelangt.
Die beiden Segmente 3a, 3b des Außenleiters 3 sind galvanisch miteinander verbunden.
Das zweite Segment 2b des Außenleiters 3 hat eine hülsenartige Form und durchsetzt das Halteelement 7 vollständig. Es steht daher auf beiden Seiten 13a, 13b der Durchgangsöffnung 13 des Halteelements 7 heraus.
Das erste Segment 3a des Außenleiters 3 endet vorzugsweise im Abstützelement 4 und erstreckt sich von diesem in Richtung des Halteelements 7. Es durchsetzt das Halteelement 7 ebenfalls vollständig und tritt an dem ersten Ende 13a der Durchgangsöffnung 13 aus diesem heraus. Das erste Segment 3a des Außenleiters 3 ist vorzugsweise ab dem Punkt, wo es in das Halteelement 7 eindringt, vollständig von dem zweiten Segment 3b bis zu seinem Ende hin umgeben. Dies gilt vorzugsweise sowohl für den größten Abstand x als auch insbesondere für den kleinsten Abstand x.
Das erste Segment 3a und das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 sind vorzugsweise einteilig ausgebildet und für sich vorzugsweise jeweils längenunveränderlich.
Die 3A und 3B zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kontaktiervorrichtung 1. In 3A ist der Abstand zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 auf den größten Abstand x eingestellt. Das zweite Ende 2b des Innenleiters 2 ist in diesem Punkt vollständig vom zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 umgeben. Diese Anordnung kann auch als Außer-Eingriff-Position bezeichnet werden.
Im Gegensatz dazu zeigt 3B den kleinstmöglichen Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4. Das zweite Ende 2b des Innenleiters steht in dieser Position am weitesten aus dem zweiten Segment 2b des Außenleiters 3 hervor. Diese Position wird auch als Kontaktierungs-Position bezeichnet.
Die Verschiebevorrichtung 9 ist dazu ausgebildet und wird derart angesteuert, dass die Kontaktiervorrichtung 1 zwischen der Außer-Eingriff-Position und der Kontaktierungs-Position hin und her wechselt.
Das zweite Segment 3b des Außenleiters 3 kann in diesem Fall aus zwei Teilen bestehen, die über die Schraubverbindung 8 miteinander und mit dem Halteelement 7 fixiert werden. Das erste und das zweite Segment 3a, 3b des Außenleiters 3 sind für sich jeweils wiederum längenunveränderlich.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß den 3A und 3B findet der Übergang zwischen dem ersten Segment 3a und dem zweiten Segment 3b außerhalb des Halteelements 7, genauer gesagt zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 statt.
Das Dielektrikum 16 befindet sich zwischen dem Innenleiter 2 und dem ersten Segment 3a des Außenleiters 3.
In 3B wird kein Fluid in den Pneumatikzylinder gepresst, so dass die Feder 11, allein aufgrund ihrer Federkraft, den Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 auf den kleinsten Abstand x einstellt. Dieser Abstand ist vorzugsweise kleiner als 2 cm, weiter vorzugsweise kleiner als 1,5 cm und vorzugsweise größer als 0,5 cm. Aufgrund der Federkraft kann der Kontaktierungsbereich 12 am zweiten Ende 2b des Innenleiters 2 unter Ausbildung eines Spiels an den Prüfling gepresst werden. Abweichungen im Abstand von dem Halteelement 7 zum Prüfling 21 können kompensiert werden. Aufgrund der Federkraft kann ein reproduzierbarer elektrischer Kontakt zwischen dem Kontaktierungsbereich 12 und dem Prüfling 21 hergestellt werden.
In den 3A und 3B sind außerdem noch die Schraubverbindungen 8 zu erkennen, mit denen das zweite Segment 3b (entweder einteilig oder mehrteilig) des Außenleiters 3 fest mit dem Halteelement 7 verbunden wird.
Eine solche Schraubverbindung gibt es vorzugsweise auch zwischen dem Abstützelement 4 und dem ersten Segment 3a des Außenleiters 3.
In den 4A bis 10 wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 genauer erläutert, die mit einer Vielzahl der bereits beschriebenen Kontaktiervorrichtungen 1 ausgerüstet ist, um mit diesen einen Prüfling 21 bezüglich seiner elektrischen Eigenschaften zu vermessen. Zu den elektrischen Eigenschaften gehören beispielsweise das VSWR und die Durchgangsprüfung.
Bei dem Prüfling 21 handelt es vorzugsweise um einen Phasenschieber 21, wie er in 4A dargestellt ist. Ein solcher Phasenschieber 21 dient dazu, eine Antenne mit mehreren in Vertikalrichtung übereinander angeordneten Strahlern oder Strahlergruppen mit unterschiedlichem Absenkwinkel zu betreiben. Der beispielhafte Phasenschieber 21 aus 4A umfasst vier um einen Mittelpunkt 22 konzentrisch angeordnete, teilkreisförmige Leitungsabschnitte 23, die in der Regel auch als Streifenleitungen bzw. Streifenleitungsabschnitte 23 bezeichnet werden. Ein Speise- und/oder Abgriffelement 24 kann um eine Schwenkachse 27 über die teilkreisförmigen, konzentrisch angeordneten Streifenleitungen 23 hinweg verstellt werden. Die Schwenkachse 27 fällt vorzugsweise mit dem Mittelpunkt 22 zusammen. Über kapazitive Kopplungen zwischen dem Speise- und/oder Abgriffelement 24 und den Streifenleitungen 23 wird dann das Speisesignal übertragen, wobei an den jeweils gegenüberliegenden Enden 19a, 19b der Streifenleitungen 23 je eine Verbindungsleitung zu den nicht dargestellten Strahlern oder Strahlergruppen führt. Eine solche Verbindungsleitung würde bei der Montage durch einen Lötvorgang angebracht werden. Eine galvanische Kopplung bzw. überwiegend galvanische Kopplung zwischen dem Speise- und/oder Abgriffelement 24 und den Streifenleitungen 23 wäre ebenfalls möglich. Das Speise- und/oder Abgriffelement 24 kann zwischen den beiden Endpunkten 19a, 19b (erste und zweite Anschlagsposition) der Streifenleiter 23 hin und her bewegt werden. Die Speisung erfolgt über den Mittelpunkt 22.
Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 umfasst eine Trägerplatte 25 auf der der Prüfling 21 angeordnet und insbesondere mit dieser verschraubt ist. Der Prüfling 21 weist in 4A keinen Gehäusedeckel 42 auf. Es ist allerdings möglich, dass in dem in 4A gezeigten Zustand noch ein Gehäusedeckel 42 aufgeschraubt wird, bevor die Messung der elektrischen Eigenschaften des Prüflings 21 stattfindet (siehe 7A).
Zu erkennen sind eine Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen 1, die in der in 4A gezeigten Stellung nicht durch ein Fluid aktiv beaufschlagt werden, wodurch sich der Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 auf einen Wert einstellt, der kleiner ist als der größte möglichste Abstand x. Die Feder 11 sorgt dafür, dass der Kontaktierungsbereich 12 der Innenleiter 2 soweit aus dem entsprechenden zweiten Segment 3b der jeweiligen Außenleiter 3 heraustritt, bis der Kontaktierungsbereich 12 in einen Anschlag zu dem jeweiligen ersten bzw. zweiten Ende 19a, 19b der entsprechenden Streifenleitung 23 tritt.
Die Nut 14, welche in dem zweiten Segment 3b der jeweiligen Außenleiter 3 eingebracht ist, liegt auf einem Steg 26 auf bzw. wird durch einen Steg 26 an ihrer seitlichen Umfangswand berührt. Der Steg 26 gehört zu dem Prüfling 21 und ist mit dessen Gehäusemasse verbunden. Dieser Steg 26 oder auch Auflageabschnitt 26 ist vorzugsweise auch dann von außerhalb des Gehäuses zugänglich, wenn der Deckel 42 auf den Prüfling 21 geschraubt ist.
4B zeigt eine vergrößerte Darstellung des in 4A gestrichelt dargestellten Bereichs. Der Kontaktierungsbereich 12 kontaktiert das erste bzw. zweite Ende 19a, 19b der jeweiligen Streifenleitungen 23 ohne Zuhilfenahme einer zusätzlichen Lötverbindung. Der galvanische Kontakt wird einzig dadurch erreicht, dass der Innenleiter 2 mit seinem Kontaktierungsbereich 12 in Richtung des ersten bzw. zweiten Endes 19a, 19b der jeweiligen Streifenleitung 23 verschoben bzw. gedrückt wird. Dies geschieht vorzugsweise mit Hilfe der Federkraft der jeweiligen Feder 11. Das Anpressen kann allerdings auch durch Ansteuern eines Pneumatikzylinders erfolgen, wenn dieser entsprechend an dem Halteelement 7 und an dem Abstützelement 4 angreift. In den 1A bis 3B ist das Pneumatikventil allerdings derart aufgebaut, dass es bei Beaufschlagung lediglich den Abstand x zwischen Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 vergrößern kann. Ein zusätzliches Pneumatikventil, welches entgegengesetzt wirkt (Verkleinerung des Abstands x bei Beaufschlagung) könnte ebenfalls (zusätzlich bzw. alternativ) eingesetzt werden.
In 4B ist außerdem dargestellt, wie die Nut 14 den Steg 26 aufnimmt, bzw. wie der Steg 26 in der Nut 14 anliegt. Dadurch entsteht eine lösbare Verbindung über die allerdings Kräfte, ausgehend von der Kontaktiervorrichtung 1, die entlang des Innenleiters 2 bzw. des Außenleiters 3, also axial dazu verlaufen, in die Trägerplatte 25 eingeleitet werden können.
Vorzugsweise ist an jedem Ende 19a, 19b einer Streifenleitung 23 eine Kontaktiervorrichtung 1 mit ihrem Kontaktierungsbereich 12 angeordnet. Dabei ist es ausreichend, wenn eine dieser Kontaktiervorrichtungen 1 pro Streifenleitung 23 mit dem Messgerät 30 (10) verbunden ist. Die andere Kontaktiervorrichtung 1 weist vorzugsweise einen Abschlusswiderstand auf, der an der Verbindungsbuchse 6 angeschlossen ist.
Die Speisung des Prüflings 21 erfolgt über eine zentral angeordnete Kontaktiervorrichtung 1, 1'. Diese zentrale Kontaktiervorrichtung 1, 1' kontaktiert das Speise- und/oder Abgriffelement 24. Diese Kontaktierung erfolgt ebenfalls über den Kontaktierungsbereich 12.
Vorzugsweise werden alle Kontaktiervorrichtungen 1 zur selben Zeit oder mit einem Zeitversatz von weniger als 2 Sekunden, weiter vorzugsweise von weniger als 1 Sekunde und weiter vorzugsweise von weniger als 0,5 Sekunden mit einem Fluid beaufschlagt.
5 zeigt einen Längsschnitt entlang der Linie A-A, wie diese in 4A gezeigt ist. Besonderes Augenmerk ist auf die Kontaktierung des Innenleiters 2 mit dem zweiten Ende 19b des Streifenleiters 23 zu legen. Der Vorteil, dass der Kontaktierungsbereich 12 an seinem Ende mit einer Kontaktplatte bzw. Kontaktscheibe versehen ist, wird hier sehr deutlich, weil dadurch sichergestellt ist, dass ein reproduzierbarer galvanischer Kontakt zwischen dem Innenleiter 2 und dem entsprechenden Streifenleiter 23 hergestellt werden kann.
Der Pneumatikzylinder ist nicht mit einem Fluid beaufschlagt. Die Feder 11 drückt den Kolben 9b allerdings nicht bis zum Anschlag, weil der Innenleiter 2 mit seinem Kontaktierungsbereich 12 bereits zuvor den Prüfling 21 kontaktiert hat und dadurch eine Anschlagsposition erreicht. Der Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 nimmt daher nicht den kleinstmöglichen Wert an.
Weiterhin ist zu der Druckluftkanal 28 zu erkennen, über den der Pneumatikzylinder versorgt wird. Nicht dargestellt ist in 5 die Aufhängung der Kontaktiervorrichtung 1. Eine solche Aufhängung wird in den weiteren Figuren noch genauer beschrieben.
6 zeigt eine weitere Ansicht der Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 in einer vereinfachten Form. Eine Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen 1 sind um einen Prüfling 21 angeordnet, der auf einer Trägerplatte 25 lösbar montiert ist.
Die 7A und 7B zeigen eine räumliche Ansicht eines Teils der Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20. Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 umfasst eine Grundplatte 40, auf der die Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen 1 fixiert sind. Die Grundplatte 40 kann eine Erhebung 41 aufweisen, auf der die Kontaktiervorrichtungen 1 befestigt werden. Der Prüfling 21 ist mit einem Gehäusedeckel 42 versehen.
Die Grundplatte 40 umfasst außerdem eine Vielzahl von Positionieröffnungen 43. Jede Kontaktiervorrichtung 1 ist dabei vorzugsweise mit ihrem Halteelement 7 in einer dieser Positionieröffnungen 43 angeordnet. Über eine Vielzahl von Schraubverbindungen 44 sind die Kontaktiervorrichtungen 1 an der Grundplatte 40 befestigt. Dabei greifen die Schraubverbindungen 44 über ein Loch in der Erhebung 41, also in der Grundplatte 40, in die Befestigungsöffnung 15 ein, die vorzugsweise die Form eines Langlochs hat. Die Schraubverbindung 44 greift in die Befestigungsöffnung 15 derart ein, dass die jeweilige Kontaktiervorrichtung 1 mit der Grundplatte 40 vorzugsweise unter Zulassung eines Spiels verbunden ist. Dies bedeutet, dass die Schraubverbindung entlang der vorzugsweise als Langloch ausgebildeten Befestigungsöffnung 15 hin und her wandern kann. Das Spiel erstreckt sich vorzugsweise lediglich entlang einer Achse die sich durch die Positionieröffnung 43 erstreckt und quer, vorzugsweise senkrecht zum Innenleiter 2 bzw. zum Außenleiter 3 verläuft. Dies bedeutet, dass sich die Kontaktiervorrichtungen 1 etwas aus den Positionieröffnungen 43 heraus oder weiter hinein bewegen können. Ein vollständiges Entfernen aus den Positionieröffnungen 43 ist allerdings erst nach Lösen der Schraubverbindungen 44 möglich. Innerhalb der Positionieröffnungen 43 ist vorzugsweise eine Feder angeordnet, die mit ihrer Federkraft dafür sorgt, dass die Kontaktiervorrichtungen 1 möglichst weit aus den Positionieröffnungen 43 heraus gedrückt werden. Die Schraubverbindung 44 liegt daher an einem unteren Ende der als Langloch ausgebildeten Befestigungsöffnung 15 an, wobei das untere Ende von dem Innenleiter 2 weiter beabstandet ist als ein oberes Ende.
Wird nun, wie in 7B gezeigt, die Trägerplatte 25 zusammen mit dem Prüfling 21 auf die Grundplatte 40 aufgesetzt bzw. in Richtung der Grundplatte 40 verfahren, so kontaktieren die Kontaktiervorrichtungen 1 über ihre Nut 14 am zweiten Segment 3b des Außenleiters 3 den entsprechenden Massebereich am Prüfling 21. Um eine gleichmäßige Kontaktierung zu gewährleisten, wird die Trägerplatte 25 weiter in Richtung der Grundplatte 40 gedrückt, wodurch die Kontaktiervorrichtungen 1 weiter in die Positionieröffnungen 43 hinein gedrückt werden. Die sich vorzugsweise in den Positionieröffnungen 43 befindlichen Federn erzeugen eine Federkraft, die der Bewegung der Trägerplatte 25 entgegengewirkt. Dadurch drücken die zweiten Segmente 3b der Außenleiter 3 mit ihren Nuten 14 stärker in die jeweiligen Massebereiche (Stege 26) des Prüflings 21, wodurch ein guter und reproduzierbarer galvanischer Kontakt erzielt wird.
Die Grundplatte 40 bzw. die Erhebung 41 ist je nach zu vermessendem Prüfling bezüglich der Anordnung und Ausrichtung ihrer Positionieröffnungen 43 für den jeweils zu überprüfenden Prüfling 21 entsprechend gestaltet. Es ist möglich, dass die Grundplatte 40 und der Teil der Erhebung 41 zweiteilig aufgebaut sind. In diesem Fall handelt es sich bei der Erhebung 41 um eine separate Platte, die auf die Grundplatte 40 aufgeschraubt wird.
Die zentrale Kontaktiervorrichtung 1, 1', die zur Speisung des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 dient, kann in verschiedene Positionieröffnungen 43 eingesetzt werden. Für den Einsatz dieser zentralen Kontaktiervorrichtung 1, 1' stehen zumindest zwei Positionieröffnungen 43 zur Verfügung, wobei je nach Art bzw. Typ des Prüflings 21 die entsprechende (passende) Positionieröffnung 43 ausgewählt wird. Diese beiden Positionieröffnungen 43 sind vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Ebene angeordnet, die durch die Mitte des Prüflings 21 verläuft.
Weiterhin ist ein Anschlussmodul 45 gezeigt, das über eine Vielzahl von Anschlussbuchsen bzw. Anschlusssteckern 46 verfügt. Diese Anschlussbuchsen bzw. Anschlussstecker 46 werden elektrisch mit den Verbindungsbuchsen 6 der einzelnen Kontaktiervorrichtungen 1 verbunden. Wie bereits erläutert, sind die Kontaktiervorrichtungen 1, die ein Ende 19a bzw. 19b der Streifenleitungen 23 kontaktieren, mit einem Abschlusswiderstand versehen, so dass lediglich diejenigen Kontaktiervorrichtungen 1, welche nicht mit dem Abschlusswiderstand versehen sind, über ein Kabel mit der Anschlussbuchse bzw. dem Anschlussstecker 46 verbunden werden. Das Anschlussmodul 45 und damit die einzelnen Anschlussbuchsen bzw. Anschlussstecker 46 werden dann mit einem übergeordneten Messgerät 30, vorzugsweise in Form eines vektoriellen Netzwerkanalysators verbunden.
Die 8, 9A, 9B und 9C zeigen entsprechend weitere Ansichten der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20.
10 zeigt ein Blockschaltbild, das die Funktionen der erfindungsgemäßen Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 näher beschreibt. Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 umfasst neben einer Messeinrichtung 30 eine Steuerungseinrichtung 50, die mit den Kontaktiervorrichtungen 1 in Wirkverbindung steht und dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Verschiebevorrichtungen 9 derart anzusteuern, dass über diese der Abstand x zwischen den jeweiligen Halteelementen 7 und den jeweiligen Abstützelementen 4 veränderbar ist. Dies bedeutet, dass die Steuerungseinrichtung 50 Mittel zur Presslufterzeugung aufweist. Die Steuerungseinrichtung 50 kann auch mit solchen Mitteln verbunden sein, bzw. diese Mittel entsprechend ansteuern, welche wiederum mit dem Ein- und Auslassbereich 10 des Pneumatikventils verbunden sind. Gleiches gilt natürlich auch dann, wenn es sich der jeweiligen Verschiebevorrichtung 9 um ein Hydraulikventil bzw. um einen Elektromotor handelt.
Weiterhin umfasst die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 20 eine Verstelleinrichtung 51, die dazu ausgebildet ist, die Trägerplatte 25 und/oder die Grundplatte 40 derart in Richtung der Grundplatte 40 bzw. der Trägerplatte 25 zu bewegen, dass die Außenleiter 3 der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen 1 in galvanischen Kontakt zu dem Massebereich des Prüflings 21 treten oder bringbar sind.
Bei der Verstelleinrichtung 51 handelt es sich daher vorzugsweise um einen X, Y, Z-Tisch.
Vorzugsweise sind sowohl die Grundplatte 40 als auch die Trägerplatte 25 auf einem solchen Tisch befestigt. Dabei ist klar, dass insgesamt eine Bewegung der beiden Platten 25, 40 zueinander in der X, Y und Z-Ebene möglich sein soll. Dies erlaubt allerdings auch, dass beispielsweise lediglich die Grundplatte 40 in einer Z-Ebene (Höhe) und die Trägerplatte 25 lediglich in einer X-Ebene und Y-Ebene verfahrbar sein sollen.
Die Verstelleinrichtung 51 ist dazu ausgebildet, die Trägerplatte 25 und die Grundplatte 40 in einer Bewegungsbahn zu bewegen, die quer, vorzugsweise senkrecht zu der Bewegungsbahn verläuft, mit der der Innenleiter 2 der jeweiligen Kontaktiervorrichtung 1 aus dem Außenleiter 3 hervortritt. In diesem Fall ist gewährleistet, dass eine Kontaktierung zwischen dem Innenleiter 2 und dem entsprechenden Streifenleiter 23 reproduzierbar und sicher erfolgen kann.
Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 50 umfasst vorzugsweise noch eine Greif- und/oder Schraubeinrichtung 52, die dazu ausgebildet ist, den Prüfling 21 auf der Trägerplatte 25 anzuordnen und mit dieser zu befestigen, insbesondere zu verschrauben und nach Abschluss der Messungen von dieser wieder zu entfernen. Vorzugsweise und/oder alternativ ist die Greif- und/oder Schraubeinrichtung 52 weiter dazu ausgebildet, einen Deckel 42 auf das Gehäuse des Prüflings 21 zu schrauben oder zu pressen. Die Greif- und/oder Schraubeinrichtung 52 ist vorzugsweise außerdem dazu in der Lage, die zu überprüfenden Prüflinge 21 nacheinander von einem Transportband aufzunehmen oder aus einem Magazin zu entnehmen und einzeln auf der Trägerplatte 25 zu fixieren. Nach Abschluss der Messungen soll die Greif- und/oder Schraubeinrichtung 52 den Prüfling 21 wieder von der Trägerplatte 25 entfernen und auf ein bzw. das Transportband oder in ein bzw. das Magazin zu befördern.
Die Mess- und/oder Prüfeinrichtung 50 umfasst außerdem vorzugsweise eine Dreheinrichtung 53, die mit der Steuerungseinrichtung 50 in Wirkverbindung steht und die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche mechanische Schaltstellungen des Prüflings 21 einzustellen. Im Hinblick auf 4A würde die Dreheinrichtung 53 an der Schwenkachse 27 des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 ansetzen und dieses in Richtung eines ersten Endes 19a (erster Anschlag) und in Richtung eines gegenüberliegenden zweiten Endes 19b (zweiter Anschlag) verschieben, wobei die Dreheinrichtung 53 ferner dazu ausgebildet ist, beliebig viele Positionen zwischen den beiden Enden 19a, 19b einzustellen. Dabei muss der erste bzw. zweite Anschlag nicht erreicht werden.
Die Dreheinrichtung 53 umfasst außerdem vorzugsweise eine Drehmomentmesseinrichtung, über die das notwendige Drehmoment gemessen werden kann, das für die Einstellung der unterschiedlichen mechanischen Schaltstellungen des Prüflings 21 notwendig ist.
Die zumindest eine Messeinrichtung 30 steht mit der Steuerungseinrichtung 50 in Wirkverbindung und ist dazu ausgebildet, über die jeweiligen Kontaktiervorrichtungen 1 mehrere elektrische Parameter des Prüflings 21 zu messen.
Vorzugsweise stehen die Dreheinrichtung 53, die Messeinrichtung 30, die Greif- und/oder Schraubeinrichtung 52 und die Verstelleinrichtung 51 in Wirkverbindung mit der Steuerungseinrichtung 50. Auch die Kontaktiervorrichtungen 1 stehen in Wirkverbindung mit der Steuerungseinrichtung 50.
Die 11 bis 14 zeigen verschiedene Flussdiagramme, die ein Verfahren zum Ansteuern der Mess- und/oder Prüfeinrichtung 30 beschreiben, um einen Prüfling 21 auf seine elektrischen Eigenschaften hin zu vermessen.
Das Flussdiagramm aus 11 erläutert ein Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung 30. In einem ersten Verfahrensschritt S_1A wird ein Prüfling in Form eines Phasenschiebers 21 auf der Trägerplatte 25 fixiert. Weiterhin wird der Verfahrensschritt "Ansteuern S_1B" ausgeführt, wobei in diesem Verfahrensschritt die Verschiebevorrichtungen 9 der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen 1 derart angesteuert werden, dass sich der Abstand x zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 vergrößert, wodurch sich das zweite Ende 2b des Innenleiters 2 in Richtung des zweiten Segments 3b des Außenleiters 3 bewegt. Die Schritte "Fixieren S_1A" und "Ansteuern S_1B" können in beliebiger Reihenfolge als auch gleichzeitig ausgeführt werden.
Im Weiteren wird der Verfahrensschritt S₂ ausgeführt, in welchem die Grundplatte 40 in Richtung der Trägerplatte 25 und/oder die Trägerplatte 25 in Richtung der Grundplatte 40 verschoben wird, bis die Außenleiter 3 der Kontaktiervorrichtungen 1 galvanisch in Kontakt zu den entsprechenden Masseflächen des Prüflings 21 treten.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt "Nochmaliges Ansteuern S₃" ausgeführt, in welchem die jeweiligen Kontaktiervorrichtungen 1 derart angesteuert werden, dass sich der Abstand zwischen dem Halteelement 7 und dem Abstützelement 4 so lange verringert, bis die Innenleiter 2 der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen 1 galvanisch in Kontakt zu je einem Ende 19a, 19b der Streifenleitungen 23 des Prüflings 21 treten.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S₄ ausgeführt, in welchem die elektrischen Eigenschaften des Prüflings 21 gemessen werden. Es müssen dabei nicht alle Streifenleitungen 23 gleichzeitig vermessen werden, es ist auch möglich, dass das Anschlussmodul 45 über eine entsprechende Schalterplattform mit dem Messgerät 30 verbunden wird, so dass eine Messeinrichtung 30 mit nur zwei Anschluss-Ports einen Phasenschieber 21 mit vier Streifenleitungen 23 vermessen kann. Dabei werden die einzelnen Streifenleitungen 23 abwechselnd mit ihren Enden 19a bzw. 19b über die Schaltplattform mit der Messeinrichtung 30 verbunden.
Vor dem Verfahrensschritt "Messen S₄" wird vorzugsweise noch der Verfahrensschritt "Aufschrauben oder Aufpressen S₅" ausgeführt. In diesem Verfahrensschritt wird ein Deckel 42 auf das Gehäuse des Prüflings 21 aufgeschraubt oder aufgepresst.
Innerhalb des Verfahrensschritts "Messen S₄" werden vorzugsweise noch die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt. In dem Verfahrensschritt "Drehen S_4A" wird das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement 24 entlang der Streifenleitungen 23 in eine erste Position bzw. Winkellage, also in Richtung eines ersten Endes 19a der Streifenleitungen 23 gedreht. Sobald diese erste Position erreicht ist, wird der Verfahrensschritt "Messen S_4B" ausgeführt, in welchem die elektrischen Eigenschaften des Prüflings 21 in dieser ersten Position erfasst werden. Im Anschluss daran erfolgt vorzugsweise der Verfahrensschritt "Weiteres Drehen S_4C", in welchem das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement 24 entlang der Streifenleitungen 23 in eine zweite Position bzw. Winkellage gedreht wird, die von der ersten Position beabstandet ist und ihr vorzugsweise gegenüberliegt. Der Wortlaut "gegenüberliegt" würde bedeuten, dass der Abstand des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 in der ersten Position von dem ersten Ende 19a in etwa so groß ist von der Abstand des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 in der zweiten Position von dem zweiten Ende 19b.
Bei den ersten und zweiten Positionen kann es sich beispielsweise auch um Anschlagspositionen (nicht zwingend notwendig) handeln, die dann erreicht werden, wenn das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement 24 an den Enden 19a, 19b der Streifenleitungen 23 anliegt. Die erste und die zweite Position kann allerdings von den jeweiligen Anschlägen auch beabstandet sein.
Sobald die zweite Position erreicht ist, wird der Verfahrensschritt "Messen S_4D" ausgeführt, in welchem die elektrischen Eigenschaften des Prüflings 21 in dieser zweiten Position gemessen werden.
Im Weiteren können noch zusätzliche Messungen durchgeführt werden. Hierzu kann der Verfahrensschritt "Nochmaliges Drehen S_4E" ausgeführt werden, in welchem das zeigerförmige Speise- und/oder Abgriffelement 24 entlang der Streifenleitungen 23 in eine Position bzw. Winkellage zwischen der ersten und der zweiten Position gedreht wird. Im Anschluss daran wird abermals der Verfahrensschritt "Messen S_4F" ausgeführt, in welchem die elektrischen Eigenschaften des Prüflings 21 in dieser Position gemessen werden. Der Verfahrensschritt "Nochmaliges Drehen S_4E" kann beliebig oft ausgeführt werden, wobei der Abstand des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 von den beiden Enden 19a, 19b der Speiseleitungen 23 jeweils verändert wird.
In dem Verfahrensschritt "Messen S₄" kann zusätzlich der Verfahrensschritt "Messen des Drehmoments S₆" ausgeführt werden, wobei in diesem Verfahrensschritt das Drehmoment gemessen wird, welches für das Drehen des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements 24 notwendig ist.
Sobald die Messungen beendet sind, werden die Verfahrensschritte "Auswerten S₇", "Räumliches Entfernen S₈" und "Entfernen des Prüflings S₉" ausgeführt.
Das Auswerten der Messung beinhaltet vorzugsweise eine Feststellung, ob der Prüfling 21 innerhalb der vorgegebenen Spezifikation arbeitet. Der Verfahrensschritt "Auswerten S₇" kann vor oder nach oder parallel zu den anderen Verfahrensschritten S₈, S₉ ausgeführt werden. In dem Verfahrensschritt "Räumliches Entfernen S₈" wird die Grundplatte 40 von der Trägerplatte 25 und/oder umgekehrt entfernt. Im Anschluss daran wird in dem Verfahrensschritt "Entfernen des Prüflings S₉" der Prüfling 21 von der Trägerplatte 25 entfernt, auf der nun ein neuer Prüfling 21 montiert werden kann.
Im Anschluss daran können die vorherigen Verfahrensschritte für einen anderen Prüfling 21 wiederholt werden. Dies findet in dem Verfahrensschritt S₁₀ statt.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.

Claims

Längenveränderbare koaxiale elektrische Kontaktiervorrichtung (1) mit den folgenden Merkmalen: – einen Innenleiter (2), der von einem Außenleiter (3) umgeben ist, wobei der Außenleiter (3) aus zumindest zwei relativ zueinander verschiebbaren Segmenten (3a, 3b) besteht; – ein Abstützelement (4), das eine Aufnahmeöffnung (5) aufweist; – in dieser Aufnahmeöffnung (5) sind zumindest ein Teil des ersten Segments (3a) des Außenleiters (3) mit dem darin befindlichen ersten Ende (2a) des Innenleiters (2) ortsfest zueinander angeordnet; – ein Haltelement (7), das mit dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3) fest in Eingriff steht; – eine Verschiebevorrichtung (9), die sowohl an dem Halteelement (7) als auch an dem Abstützelement (4) angeordnet ist und mit diesen in Eingriff steht, wobei die Verschiebevorrichtung (9) dazu ausgebildet ist, einen Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) zu verringern bzw. zu vergrößern, wobei ein zweites Ende (2b) des Innenleiters (2), das dem ersten Ende (2a) gegenüber liegt, bei dem kleinsten Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) am weitesten aus dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3) axial heraussteht.
Kontaktiervorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der Innenleiter (2) weist an seinem zweiten Ende (2b) einen Kontaktierungsbereich (12) auf, der in Anschlag zu einem Prüfobjekt (21) bringbar ist.
Kontaktiervorrichtung (1) nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der Innenleiter (2) umfasst an seinem Kontaktierungsbereich (12) einen vergrößerten Durchmesser oder ist an seinem Kontaktierungsbereich (12) mit einer Kontaktplatte oder Kontaktscheibe versehen.
Kontaktiervorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der Kontaktierungsbereich (12) weist in Draufsicht eine runde oder eckige Form auf.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – zumindest bei dem kleinsten Abstand (x), der durch die Verschiebevorrichtung (9) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) einstellbar ist, tritt das zweite Ende (2b) des Innenleiters (2) aus dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3) heraus und ist in Kontakt zu einem Prüfobjekt (21) bringbar; und/oder – zumindest bei dem größten Abstand (x), der durch die Verschiebevorrichtung (9) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) einstellbar ist, ist das zweite Ende (2b) des Innenleiters (2) vollständig radial von dem zweiten Segment (3b) des Außenleiters (3) umgeben.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die zumindest zwei relativ zueinander verschiebbaren Segmente (3a, 3b) des Außenleiters (3) sind teleskopisch ineinander verfahrbar; und/oder – der Außenleiter (3) weist die kleinste Länge auf, wenn der Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) am kleinsten ist.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – das Haltelement (7) ist von einer Durchgangsöffnung (13) durchsetzt, wobei das zweite Segment (3b) des Außenleiters (3) zumindest aus dem ersten Ende (13a) der Durchgangsöffnung (13) heraussteht, wobei das erste Ende (13a) der Durchgangsöffnung (13) von dem Abstützelement (4) weiter entfernt ist als das zweite Ende (13b).
Kontaktiervorrichtung (1) nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – der Bereich des zweiten Segments (3b), der aus dem ersten Ende (13a) der Durchgangöffnung (13) heraussteht, umfasst eine zumindest teilweise in Umfangsrichtung des zweiten Segments (3b) verlaufende Nut (14), die in galvanischen Kontakt zu einer Massefläche des Prüfobjekts (21) bringbar ist.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – das zweite Segment (3b) des Außenleiters (3) ist mehrteilig ausgebildet, wobei die einzelnen Teile ortsfest zueinander ausgerichtet und fest miteinander verbunden sind; und/oder – der Innenleiter (2) ist einteilig und längenunveränderlich ausgebildet.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – das zweite Segment (3b) des Außenleiters (3) ist durch eine Schraubverbindung (8) fest mit dem Halteelement (7) verbunden.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – in der Aufnahmeöffnung (5) des Abstützelements (4) ist eine Verbindungsbuchse (6) angeordnet; – an der Verbindungsbuche (6) ist ein Abschlusswiderstand angeschlossen, über den der Innenleiter (2) mit dem Außenleiter (4) elektrisch verbunden ist.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Verschiebevorrichtung (9) umfasst zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder einen Elektromotor.
Kontaktiervorrichtung (1) nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – der Kolben (9b) des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ist mit dem Haltelement (7) verbunden, wohingegen das Gehäuse (9a) des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit dem Abstützelement (4) verbunden ist; oder – der Kolben (9b) des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders ist mit dem Abstützelement (4) verbunden, wohingegen das Gehäuse (9a) des zumindest einen Pneumatik- oder Hydraulikzylinders mit dem Halteelement (7) verbunden ist.
Kontaktiervorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – zumindest eine Feder (11), die derart mit der Verschiebevorrichtung (9) zusammenwirkt und an dieser angeordnet ist, sodass bei einer fehlenden Ansteuerung bzw. Beaufschlagung des Verschiebevorrichtung (9) der Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) durch die Federkraft auf den kleinsten Abstand (x) eingestellt wird.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) mit einer Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen (1), die gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufgebaut sind, mit den folgenden Merkmalen: – eine Grundplatte (40), auf der die Vielzahl von Kontaktiervorrichtungen (1) fixiert sind; – eine Steuerungseinrichtung (50), die mit den Kontaktiervorrichtungen (1) in Wirkverbindung steht und dazu ausgebildet ist, die jeweiligen Versschiebevorrichtungen (9) derart anzusteuern, dass über diese der Abstand (x) zwischen den jeweiligen Halteelementen (7) und den jeweiligen Abstützelementen (4) veränderbar ist; – eine Trägerplatte (25), auf der ein Prüfling (21) anordenbar oder angeordnet ist; – eine Verstelleinrichtung (51), die dazu ausgebildet ist, die Trägerplatte (25) oder die Grundplatte (40) derart in Richtung der Grundplatte (40) oder Trägerplatte (25) zu bewegen, dass die Außenleiter (3) der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) in galvanischen Kontakt zu dem Massebereich des Prüflings (21) treten oder bringbar sind.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Verstelleinrichtung (51) ist dazu ausgebildet, die Trägerplatte (25) oder die Grundplatte (40) in einer Bewegungsbahn zu bewegen, die quer, vorzugsweise senkrecht zu der Bewegungsbahn verläuft, mit der der Innenleiter (2) der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) aus dem Außenleiter (3) hervortritt.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – die Grundplatte (40) umfasst eine Vielzahl von Positionieröffnungen (43); – jede Kontaktiervorrichtung (1) ist mit ihrem Halteelement (7) in einer Positionieröffnung (43) der Grundplatte (40) angeordnet; – die Kontaktiervorrichtungen (1) weisen an ihrem Halteelement (7) eine Befestigungsöffnung (15) auf; – einer Vielzahl von Schraubverbindungen (44), worüber die Grundplatte (40) mit den jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) verbunden ist.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach Anspruch 17, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Schraubverbindung (44) und die Befestigungsöffnung (15), in die die Schraubverbindung (44) eingreift, sind so ausgebildet, dass die jeweilige Kontaktiervorrichtung (1) mit der Grundplatte (40) unter Zulassung eines Spiels verbunden ist.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 16 bis 18, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – eine Dreheinrichtung (53), die mit der Steuerungseinrichtung (50) in Wirkverbindung steht und die dazu ausgebildet ist, unterschiedliche mechanische Schaltstellungen des Prüflings (21) einzustellen.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – die Dreheinrichtung (53) umfasst eine Drehmomentmesseinrichtung.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 16 bis 20, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – eine Greif- und/oder Schraubeinrichtung (52), die dazu ausgebildet ist, den Prüfling (21) auf der Trägerplatte (25) anzuordnen und mit dieser zu verschrauben und von dieser zu entfernen; und/oder – die Greif- und/oder Schraubeinrichtung (53) ist weiter dazu ausgebildet einen Deckel (42) auf ein Gehäuse des Prüflings (21) zu schrauben oder zu pressen.
Mess- und/oder Prüfeinrichtung (20) nach einem der Ansprüche 16 bis 21, gekennzeichnet durch das folgende Merkmal: – zumindest eine Messeinrichtung (30), die mit der Steuereinrichtung (50) in Wirkverbindung steht und dazu ausgebildet ist, über die jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) mehrere elektrische Parameter des Prüflings (21), wie beispielsweise das VSWR und/oder die Durchgangsprüfung, zu messen.
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 22, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: – Fixieren (S_1A) eines Prüflings (21) in Form eines Phasenschiebers auf der Trägerplatte (25) und Ansteuern (S_1B) der Verschiebevorrichtungen (9) der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) derart, dass sich der Abstand (x) zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) vergrößert; – Verschieben (S₂) der Grundplatte (40) in Richtung der Trägerplatte (25) und/oder Verschieben der Trägerplatte (25) in Richtung der Grundplatte (40) bis die Außenleiter (3) der Kontaktiervorrichtungen (1) galvanisch in Kontakt zu den entsprechenden Masseflächen des Prüflings (21) treten; – Nochmaliges Ansteuern (S₃) der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) derart, dass sich der Abstand zwischen dem Halteelement (7) und dem Abstützelement (4) solange verkleinert, bis die Innenleiter (3) der jeweiligen Kontaktiervorrichtungen (1) galvanisch in Kontakt zu je einem Ende (19, 19b) der Streifenleitungen (23) des Prüflings (21) treten; – Messen (S₄) der elektrischen Eigenschaften des Prüflings (21).
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der nachfolgende Verfahrensschritt vor dem Verfahrensschritt Messen (S₄) ausgeführt wird: – Aufschrauben oder Aufpressen (S₅) eines Deckels (42) auf das Gehäuse des Prüflings (21).
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verfahrensschritt Messen (S₄) die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: – Drehen (S_4A) eines zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements (24) entlang der Streifenleitungen (23) in eine erste Position bzw. Winkellage; – Messen (S_4B) der elektrischen Eigenschaften des Prüflings (21) in der ersten Position bzw. Winkellage; – Weiteres Drehen (S_4C) des zeigerförmigen Speise- und/ oder Abgriffelements (24) entlang der Streifenleitungen (23) in eine zweite Position bzw. Winkellage, die von der ersten Position bzw. Winkellage beabstandet ist; – Messen (S_4D) der elektrischen Eigenschaften des Prüflings (21) in der zweiten Position bzw. Winkellage.
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgenden Verfahrensschritte in dem Verfahrensschritt Messen (S₄) ausgeführt werden: – Nochmaliges Drehen (S_4E) des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements (24) entlang der Streifenleitungen (23) in eine Position bzw. Winkellage zwischen der ersten und der zweiten Position bzw. Winkellage; – Messen (S_4F) der elektrischen Eigenschaften des Prüflings (21) in dieser Position bzw. Winkellage.
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der nachfolgende Verfahrensschritt in dem Verfahrensschritt Messen (S₄) ausgeführt wird: – Messen (S₆) des Drehmoments, welches für das Drehen des zeigerförmigen Speise- und/oder Abgriffelements (24) notwendig ist.
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass die nachfolgenden Verfahrensschritte nach dem Verfahrensschritt Messen (S₄) ausgeführt werden: – Auswerten (S₇) der Messung; – Räumliches Entfernen (S₈) der Grundplatte (40) von der Trägerplatte (25) und/oder der Trägerplatte (25) von der Grundplatte (40); – Entfernen (S₉) des Prüflings (21) von der Trägerplatte (25).
Verfahren zur Ansteuerung der Mess- und/oder Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, gekennzeichnet durch den nachfolgenden Verfahrensschritt: – Wiederholen (S₁₀) der vorherigen Verfahrensschritte für einen anderen Prüfling (21).