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Die
Erfindung betrifft einen Federkontaktstift mit einer elektrisch
leitfähigen
Hülse,
in der ein von der Kraft einer ersten Feder beaufschlagter Schaltstift
längsverschieblich
gelagert ist und mit einer im Inneren der Hülse, elektrisch isoliert von
dieser, angeordneten Kontaktstifteinrichtung, deren Innenkontaktstift
von der Kraft einer zweiten Feder beaufschlagt ist und im nicht
eingefederten Zustand des Federkontaktstiftes mit dem Kopf des Innenkontaktstifes
einen den Schaltweg bestimmenden Abstand von dem Ende des Schaltstiftes
aufweist.
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Federkontaktstifte
der eingangs genannten Art sind bekannt Sie werden als Schall-Federkontaktstift
bezeichnet und bestehen im wesentlichen aus zwei Federkontaktstiftanordnungen,
wobei eine der Anordnungen im Inneren einer Hülse des Federkontaktstiftes
elektrisch isoliert von dieser angeordnet ist Aus der Hülse ragt
ein Schaltstift mit seinem Kopf heraus, wobei der Schaltstift längsverschieblich
in der Hülse
gelagert ist und von der Kraft einer ersten Feder beaufschlagt wird
Dem Ende dieses Schaltstiftes steht mit Abstand der Kopf eines Innenkontaktstiftes
der zweiten, sich im Inneren der Hülse befindlichen Federkontaktanordnung
gegenüber.
Im Ruhezustand besteht zwischen dem Ende des Schaltstiftes und dem
Kopf des Innenkontaktstiftes der bereits erwähnte Abstand, der einen Schaltweg
definiert.
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Federkontaktstifte
der eingangs genannten Art werden zum Testen elektronischer Baugruppen verwendet
Bei einem solchen Test beaufschlagt ein Bauelement der zu prüfenden elektronischen
Baugruppe den Schaltstift, so daß dieser einfedert und nach
definiertem Weg, dem genannten Schaltweg, auf den Innenkontaktstift
trifft, wodurch ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Stiften
geschlossen wird. Dieser Kontakt bleibt bis zum Erreichen des maximalen
Einfederungsweges, der durch die Axialverlagerung des Innenkontaktstiftes
mitbestimmt wird, geschlossen. Mit einer derartigen Anordnung läßt sich
eine Positionsabfrage der zu testenden elektronischen Bauelemente
der Baugruppen durchführen
Ein weiterer typischer Einsatzfall ist die Anwendung des Federkontaktstiftes
als Schalterelement, insbesondere in Verrastmodulen für einen
Kabelbaumtest.
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Bei
den genannten Anwendungen des bekannten Federkontaktstiftes stellt
sich das Problem der exakten Einstellung der Schaltlängen, sowie
dessen Fixierung. Unter Schaltlänge
ist der Weg zu verstehen, der durchlaufen wird, bis der elektrische
Kontakt zwischen dem Schaltstift und dem Innenkontaktstift hergestellt
ist. Diese Schaltlänge
setzt sich zusammen aus dem Abstand des zu beaufschlagenden beziehungsweise
zu kontaktierenden, elektronisch zu prüfenden Bauelements und dem
Kopf des Schaltstiftes, sowie aus dem Abstand des Endes des Schaltstiftes
zum Kopf des Innenkontaktstiftes, wobei der letztgenannte Abstand
unveränderbar
und durch den bereits erwähnten
Schaltweg definiert ist Um den Abstand des Kopfes des Schaltstiftes
von dem zu prüfenden
beziehungsweise abzutastenden Bauelement einstellen zu können, werden
bei den bekannten Federkontaktstiften Distanzringe verwendet Diese
werden auf die Hülse
des Federkontaktstiftes aufgebracht und stützen den Federkontaktstift
an einer sogenannten Kontaktträgerplatte
ab, die in einer Aufnahmebohrung den Federkontaktstift aufnimmt
und somit der Montage des Federkontaktstiftes dient. Soll der Abstand
des Kopfes des Schaltstiftes zum Bauelement beispielsweise verkleinert
werden, so wird ein längerer
Distanzring eingesetzt, wodurch der Federkontaktstift we niger tief
in der Kontaktträgerplatte
gehalten ist und somit näher
zum abzutastenden Bauelement liegt.
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Aufgrund
der Distanzring-Einstellbarkeit, ist eine exakte Einstellung der
Schaltlänge
viel schwieriger, da ein maßlich
genauer Distanzring zur Verfügung
stehen müßte. Grundsätzlich lassen
sich mit verschiedenen Distanzringlängen lediglich stufenweise
Anpassungen durchführen
Insbesondere ist die bekannte Lösung
daher serviceunfreundlich und auch teuer.
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Aus
der
DE 34 06 796 A1 ist
ein pneumatisches Kontaktierglied bekannt, das eine zylindrische Hülse aufweist,
die fest in die Bohrung einer Adapterplatte eingebracht ist Die
Hülse nimmt
einen Kolben auf, der auf einer Seite mit Druckluft beaufschlagbar ist
und so gegen die Kraft einer Feder axial verschoben werden kann.
Der Kolben weist eine mit diesem fest verbundene rohrförmige Aufnahmebuchse
auf, in die verschiedenartig ausgeführte Kontaktstifte axial in
nur einer Stellung fixiert einsetzbar sind Aus dem Vorstehenden
ergibt sich, daß das
bekannte Kontaktierglied kein Schaltstift ist, sondern daß sich sein Kontaktierungsweg
aus dem Abstand zwischen dem Prüfling
und de Kontaktspitze des Kontaktstiftes bestimmt.
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Aus
der
DE 9001230 U1 ist
ein Schalt-Federkontaktstift bekannt, der mittels einer Gewindeverbindung
in eine Lagerhülse
eingeschraubt wird, um ihn festzulegen. Der Stift wird daher gerne
in die Lagehülse
bis "auf Anschlag" eingeschraubt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federkontaktstift der
eingangs genannten Art anzugeben, dessen Schaltlänge mit sehr einfachen Mitteln
auf ein gewünschtes
Maß einstellbar
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem
gattungsgemäßen Federkontaktstift
durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Aufgrund
dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung
läßt sich
der Federkontaktstift mittels der Lagerhülse in der Kontaktträgerplatte
halten, wobei die Lagerhülse
relativ zur Kontaktträgerplatte
eine feste, unverrückbare
Position einnimmt Zwischen der Lagerhülse und dem Federkontaktstift
kann eine axiale Lagepositionierung exakt vorgenommen werden, indem
der Federkontaktstift so lange um seine Längsachse gedreht wird, bis
die gewünschte
Position erreicht wird. Somit ist eine Feinpositionierung beziehungsweise
Feinjustage aufgrund des Gewindeeingriffs des Außengewindes der Hülse des
Federkontaktstiftes mit dem Innengewinde der Lagerhülse möglich. Die
Schaltlänge
läßt sich
zum abzutastenden beziehungsweise zu kontaktierenden Bauelement
exakt auf das gewünschte
Maß einstellen,
ohne daß aufwendige
Maßnahmen
ergriffen werden müssen
Die neu entwickelte Lösung
bietet ferner eine hohe Montage- und Servicefreundlichkeit.
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Erfindungsgemäß ist ferner
vorgesehen, daß die
Lagerhülse
eine Drehhemmung für
den Federkontaktstift aufweist Die Drehhemmung bewirkt vorzugsweise
einen Reibschluß zwischen
der Hülse
des Federkontaktstifts und der von der Kontaktträgerplatte aufgenommenen Lagerhülse, so
daß eine
unbeabsichtigte Verdrehung des Federkontaktstifts nicht stattfindet
und damit seine einmal eingestellte Position unverändert bleibt
Diese Drehhemmung ist jedoch derart ausgebildet, daß gewünschte Verlagerungen des
Federkontaktstiftes durch dessen Drehung möglich sind, sofern hinreichend
große
Kräfte
für die
Verdrehung beispielsweise mittels eines Einschraubwerkzeugs, aufgebracht
werden. Damit ist eine Trennung der beiden Funktionen erreicht,
daß mittels
des Gewindeeingriffes zwischen Federkontaktstift und Lagerhülse einerseits
eine Höhenverstellmöglichkeit geschaffen
wird und andererseits eine Fixierung vorliegt, die durch die Drehhemmung
bewirkt wird Diese Funktionstrennung ermög licht es dem Anwender, eine
Justage des Schaltpunktes durch entsprechende Einstellung der Schaltlänge zu jedem
Zeitpunkt ohne besondere Hilfsmittel, vorzugsweise nur mit einem
Einschraubwerkzeug, vorzunehmen Es ergibt sich die Möglichkeit,
bei Bedarf die Schaltlänge
zu verändern,
ohne daß ein
Austausch des Federkontaktstiftes beziehungsweise eines Distanzringes
notwendig wird, was bei der Anwendung derartiger mit Schaltstift
versehener Federkontaktstifte eine höchstmögliche Flexibilität gewährleistet.
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Die
Drehhemmung kann vorzugsweise als mindestens eine Einprägung der
Hülsenwandung
der Lagerhülse
ausgebildet sein Diese Einprägung,
die insbesondere punktförmig
ausgebildet sein kann, erzeugt einen Reibschluß zwischen Lagerhülse und Hülse des
Federkontaktstiftes, so daß der
Federkontaktstift hinreichend drehgehemmt wird Zusätzliche Mittel
zur Herbeiführung
dieser Drehhemmung sind somit nicht erforderlich, sondern lediglich
durch eine entsprechende Eindrükkung
beziehungsweise Einprägung
oder Einziehung der Hülsenwandung
der Lagerhülse
realisiert Der erfindungsgemäße Federkontaktstift
führt zu
niedrigen Herstellkosten, weil mit der Lagerhülse und der erfindungsgemäßen Gewindeausbildung
ein sehr weiter Bereich für
die Lage des Schaltpunkts hinsichtlich der Schaltlänge stufenlos
abgedeckt werden kann.
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Die
Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
und zwar zeigt:
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1 eine Längsansicht – teilweise im Schnitt – auf zwei
von einer Kontaktträgerplatte
gehaltene Federkontaktstifte, die unterschiedlich weit aus der Kontaktträgerplatte
heraus ragen und
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2 einen Längsschnitt durch einen Federkontaktstift.
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Die 1 zeigt einen Federkontaktstift 1,
der mittels einer Durchgangsbohrung 2 in einer Kontaktträgerplatte 3 gehalten
ist Die Durchgangsbohrung 2 nimmt nicht direkt den Federkontaktstift 1 auf,
sondern eine Lagerhülse 4,
die ihrerseits den Federkontaktstift 1 aufnimmt Der Federkontaktstift 1 der 1 ist in der 2 näher
dargestellt Er weist eine elektrisch leitfähige Hülse 5 auf, die in
ihrem vorderen Bereich 6 einen Schaltstift 7 längsverschieblich
lagert. Der Schaltstift besitzt ein aus der Hülse 5 herausragendes
Kontaktteil 8 mit einem Kopf 9. Ferner weist der
Schaltstift 7 – angrenzend
an das Kontaktteil 8 – einen
Kolben 10 auf, der der Führung im Inneren der Hülse 5 dient
Hierzu besitzt der Kolben 10 zwei Kolbenteile 11 und 12,
die gegenüber
dem zwischen den Kolbenteilen 11 und 12 liegenden
Bereich einen größeren Durchmesser
besitzen und von der Innenwandung der Hülse 5 geführt sind
In den durchmesserkleineren Bereich zwischen den beiden Kolbenteilen 11 und 12 ragt
eine Ringsicke 13, die durch entsprechende Einprägung der
Hülse 5 erzeugt
ist und als Anschlag für
die beiden Kolbenteile 11 und 12 beim Längsverschieben
des Schaltstiftes 7 dient Am Ende 14 des Schaltstiftes 7 greift
eine erste Feder 15 an, die als Druck-Schraubenfeder ausgebildet
ist und ihr dem Schaltstift 7 abgewandten Ende an einem
Isolierteil 16 abstützt
Durch die Feder 15 wird der Schaltstift 7 in Richtung
aus der Hülse 5 herausbeaufschlagt,
wobei er – im
unbenutzten Zustand des Federkontaktstiftes 1 – durch
die Ringsicke 13 gehalten ist Im in der 2 rechtsseitigen Endbereich 17 des Federkontaktstiftes 1 befindet
sich das bereits erwähnte
Isolierteil 16, welches als Hohlkörper hülsenförmig gestaltet ist, wobei ein
Teilbereich von der Feder 15 übergriffen wird. Im Isolierteil 16 ist
eine Innenhülse 27 vorgesehen,
in deren Inneren 18 sich ein Innenkontaktstift 19 befindet,
der längsverschieblich mittels
seines Kolbens 20 im Isolierteil 16 geführt ist Der Kolben 20 weist
zwei durchmessergrößere Kolbenteile 21 und 22 auf,
so daß eine
leichtgängige
und verkantungsfreie Führung
vorliegt. An das vordere Kolbenteil 21 schließt sich
ein Kontaktteil 23 an, das einen Kopf 24 aufweist
Die Stirnseite des hinteren Kolbenteils 22 wird von einer
zweiten Feder 25 kraftbeaufschlagt, die als Schraubendruckfeder
ausgebildet ist und sich an einem Kontaktteil 26 abstützt, das dem
elektrischen Anschluß dient
und überdies
in der Innenhülse 27 gehalten
ist, welche auch die zweite Feder 25 und – wie bereits
erwähnt
= den Innenkontaktstift 19 aufnimmt.
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Die
Die Innenhülse 27 weist
eine Ringsicke 28 zwischen den beiden Kolbenteilen 21 und 22 auf, um
den Verschiebeweg des Kolbens 20 zu begrenzen.
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Die
Hülse 5 weist
in ihrem Endbereich 17 ein Außengewinde 29 auf.
Dieses Außengewinde 29 wirkt
mit der aus der 1 ersichtlichen
Lagerhülse 4 zusammen
Hierzu besitzt die Lagerhülse 4 in
ihrem Endbereich 30 ein Einsatzteil 31, das mit
einem Innengewinde 32 versehen ist Das Einsatzteil 31 kann alternativ
auch einstükkig
mit der Lagerhülse 4 ausgebildet
sein Die Lagerhülse 4 weist
eine Drehhemmung 33 auf die von einer Einprägung 34 der
Wandung der Lagerhülse 4 gebildet
ist Die Einprägung 34 kann
punktförmig
oder beispielsweise auch als flache Ringsicke ausgebildet sein Das
vordere Ende 35 der Lagerhülse 4 ist mit einem
Ringkragen 36 versehen, der auf der Kontaktträgerplatte 3 aufliegt
und somit die Einstecktiefe der Lagerhülse 4 in der Durchgangsbohrung 2 begrenzt
Die Lagerhülse 4 ist
in der Durchgangsbohrung 2 durch Preßsitz oder andere beziehungsweise
zusätzliche
Mittel unverschieblich festgelegt. Um nun den Federkontaktstift 1 gemäß 2 in der Lagerhülse 4 gemäß 1 zu positionieren, wird
dieser in die Lagerhülse 4 eingesteckt und
durch Drehung um seine Längsachse
eingeschraubt, das heißt,
das Außengewinde 29 des
Federkontaktstiftes 1 wird in das Innengewinde 32 der Lagerhülse 4 eingeschraubt
Das Einschrauben erfolgt soweit, wie es die Bemessung einer Schaltlänge – auf die
nachstehend noch näher
eingegangen wird – erfordert
Das Eindrehen kann beispielsweise mit einem – nicht dargestellten – Einschraubwerkzeug
erfolgen Verschiedene Einschraubtiefen gehen aus der 1 hervor. Der dort obere
Federkontaktstift 1 ist nur zum Teil eingeschraubt und
weist daher die Herausraghöhe
a auf. Unter dem Federkontaktstift 1 befindet sich gemäß 1 ein weiterer Federkontaktstift 1', der weiter
in seine Lagerhülse 4' eingeschraubt
ist, so daß sich
eine kleine Herausraghöhe b
ergibt.
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Es
ergibt sich folgende Funktion: Wird im Zuge des Testens einer mit
Bauelementen 37 versehenen elektronischen Baugruppe diese
in Richtung auf den Kopf 9 des Federkontaktstiftes 1 bewegt
oder umgekehrt die Kontaktträgerplatte 3 zusammen
mit dem Federkontaktstift 1 auf das Bauelement 37 zubewegt,
so tritt nach Überwindung
eines Abstandes c zwischen dem Bauelement 37 und dem Kopf 9 das Bauelement 37 gegen
den Schaltstift 7, wodurch dieser zurückgedrängt, das heißt, in seine
Hülse 5 unter Spannen
der ersten Feder 15 gedrückt wird. Nach Überwindung
eines Schaltweges s zwischen dem Ende 14 des Schaltstiftes 7 und
dem Kopf 24 des Innenkontaktstiftes 19 trifft
der Schaltstift 7 gegen den Kopf 24 des Innenkontaktstiftes 19,
wodurch eine elektrische Verbindung hergestellt wird Diese Kontaktgabe
ist geeignet, um eine Positionsabfrage hin sichtlich des Bauelementes 37 durchzuführen. Im Zuge
eines weiteren Einfederns wird dann auch der Kolben 20 der
Kontaktstifteinrichtung 38 eingefedert, wobei die Kontaktstifteinrichtung 38 den
Innenkontaktstift 19, die Innenhülse 27, die zweite
Feder 25 und das Kontaktteil 26 aufweist.
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Aus
alledem wird deutlich, daß die
Herausraghöhe
a einen Einfluß auf
die Schaltlänge
hat, welche durch die Summe der Abstände c und s (Schaltweg) definiert
ist Befindet sich der Federkontaktstift tiefer in der Lagerhülse 4,
wie dies aus der unteren Darstellung der 1 hervorgeht, so ergibt sich eine Schaltlänge, die
durch die Summe des Abstandes d und s bestimmt wird. Mittels der
Gewindebefestigung des Federkontaktstiftes 1 in seiner
Lagerhülse 4 Iäßt sich
die Schaltlänge
exakt einstellen, so daß eine
optimale Feinjustage möglich
wird. Hierzu wird mittels des Einschraubwerkzeuges der Federkontaktstift 1 solange
in seiner Lagerhülse 4 verdreht,
bis sich die gewünschte
Herausraghöhe
einstellt Um zu verhindern, daß sich
der Federkontaktstift 1 ungewollt verdreht, wodurch sich
seine Herausraghöheverändern würde, weist
die Lagerhülse 4 die
Drehhemmung 33 auf, die einen Reibschluß auf die Hülse 5 des Federkontaktstiftes 1 ausübt und ihn
dadurch in Position hält
Andererseits ist dieser Reibschluß durch bewußte Manipulation;
also beim Verdrehen des Federkontaktstiftes mittels des Einschraubwerkzeuges
zu überwinden,
so daß dennoch
eine Einstellmöglichkeit verbleibt