DE19801540A1

DE19801540A1 - Hohlkolben-Meßfühler

Info

Publication number: DE19801540A1
Application number: DE19801540A
Authority: DE
Inventors: Mark A Swart; Gordon A Vinther; Byron C Sanderson; Charles J Johnston
Original assignee: Everett Charles Technologies Inc
Current assignee: Everett Charles Technologies Inc
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1998-01-16
Publication date: 1998-08-06
Anticipated expiration: 2018-01-17
Also published as: US5781023A; FR2759170A1; DE19801540C2; GB2323485A; JPH10282141A; FR2759170B1; GB9800597D0; GB2323485B; JP2978142B2

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektrokontaktfühler und insbesondere auf gefederte Kontaktfühler mit einem Hohlkolbenaufbau zur Verwendung bei elektrischen Prüfverfahren, wie beispielsweise bei der Bereitstellung eines elektrischen Kontakts zwi schen Diagnose- oder Meßausrüstung und einer zu untersuchenden elektrischen Vor richtung.

Hintergrund der Erfindung

Bekannte, gefederte Kontaktfühler weisen im allgemeinen eine äußere Aufnahme, einen beweglichen Kolben, ein den Kolben beinhaltenden Schaft und eine Feder zum Vor spannen der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens im Schaft auf. Der Kolben ist im allgemeinen nach außen hin mit einem ausgewählten Abstand durch die Feder vorgespannt und kann mit einer gegen die Feder gerichteten Kraft in den Schaft einge stellt der eingedrückt werden. Der Kolben ist im allgemeinen massiv und weist einen Kopf oder eine Spitze zur Berührung der sich im Test befindlichen elektrischen Geräte auf. Derartige bekannte Kontaktfühler werden hierbei im allgemeinen als Drei- Komponentenfühler bezeichnet, da sie eine Aufnahme, einen Schaft und einen Kolben aufweisen.

Bei den bekannten Vorrichtungen ist der Schaft innerhalb der Aufnahme befestigt, wobei sich der Kolben nach außen von der Aufnahme erstreckt. Vorzugsweise ist der Schaft herausnehmbar in der Aufnahme befestigt, so daß ein Auswechseln möglich ist, wenn ein Schaden am Schaft oder am Kolben auftreten sollte. Gewöhnlicherweise ist die Auf nahme dauernd oder halbdauernd als eine Baugruppe innerhalb der Prüfvorrichtung befestigt. Zur elektrischen Verbindung zwischen der Aufnahme und der Diagnoseprüf vorrichtung können elektrische Leitungen an der Aufnahme befestigt sein. Vorzugswei se sind das Fühlerteil, der Schaft und die Aufnahme aus elektrisch leitenden Materialien gefertigt, so daß ein elektrischer Stromkreis zwischen dem zu prüfenden elektrischen Gerät und der Prüfvorrichtung über den Kontaktfühler aufrechterhalten wird.

Wenn derartige elektrische Fühler verwendet werden, wird gewöhnlicherweise eine Kontaktseite des zu prüfenden elektrischen Geräts in Druckkontakt mit der Spitze des Kolbens gebracht, um einen Federdruck gegen das elektrische Gerät aufrechtzuerhal ten. Nachdem das elektrische Gerät getestet wurde, wird der durch die gefederten Füh ler ausgeübte Druck gelöst und das Gerät wird aus dem Kontakt mit der Spitze eines je den Fühlers entfernt. Bei den bekannten Systemen wird der Druck durch voneinander Wegbewegen des elektrischen Geräts und der Fühler entlastet, dabei können sich die Kolben nach außen, weg vom Schaft, unter der Krafteinwirkung der Feder innerhalb des Schafts nach außen bewegen, bis ein Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser des Kolbens in einen gequetschten Endabschnitt des Schafts eingreift.

Das Herstellverfahren eines bekannten gefederten Fühlers beinhaltet die getrennte Fer tigung der Druckfeder, des Schafts und des Kolbens. Die Druckfeder wird gewickelt und wärmebehandelt, um eine Feder von exakter Größe und einer regulierten Federkraft zu erhalten. Der Kolben ist typischerweise wärmebehandelt, manchmal sind die Schäfte wärmebehandelt. Alle Teile werden einem Galvanisierungsprozeß zur Verbesserung der Leitfähigkeit unterzogen. Die Bauteile des gefederten Fühlers werden entweder von Hand oder durch ein automatisches Verfahren zusammengesetzt. Während des Zu sammensetzens wird zuerst die Druckfeder in den Schaft gesetzt, dann wird der Kolben in den Schaft eingesetzt, um die Feder zusammenzudrücken und der Schaft wird rund um gequetscht, um den Kolben zu halten. Im Gebrauch werden die fertiggestellten, ge federten Fühler im allgemeinen in eine äußere Aufnahme eingesetzt, um den Fühler in einer Haltevorrichtung o. dgl. aufzunehmen. Die wesentlichen Kostenfaktoren bei der Herstellung dieser fehlteiligen Fühler sind die Kosten der getrennten Herstellung der Bauteile, die Zeit zum Zusammenbauen und die Gerätschaften zur Herstellung des fer tigen Teils.

Ein Problem der bekannten, gefederten Kontaktfühler besteht in der unerwünscht hohen Spitzenabweichung von der gewünschten axialen Richtung. Die Spitzenabweichung wird im Fachgebiet als Gesamtpegelausschlag (Total Indicator Reading; TIR) bezeich net, wobei es erwünscht ist, einen so kleinen TIR als möglich zu erhalten. Bei bekannten gefederten Fühlern wird ein hoher TIR durch das Schwimmen des Kolbens im Schaft und des Schafts in der Aufnahme erzeugt. Das Spiel zwischen diesen Teilen läßt die Fühlerspitze innerhalb der Aufnahme schwingen.

Ein weiteres Problem, das bei den bekannten gefederten Fühlern auftritt, ist, daß die Größe und Stärke der Feder, die in den Fühler eingesetzt werden kann, aufgrund des begrenzten Raums innerhalb des Schafts begrenzt ist. Ein weiterer Nachteil der be kannten gefederten Fühler besteht darin, daß sie aufgrund der Teileanzahl relativ teuer herzustellen sind.

Ein Versuch, TIR mit einem zweiteiligen Fühler anzugehen, wurde mit einem hohlen Kolben und einem Drahtstab aufwies, gemacht. Dieser Aufbau war nicht erfolgreich, da keine Aufnahme im Aufbau vorgestehen war und folglich keine Tragfläche für das Kol benäußere vorhanden war. Dieser Aufbau war außerdem unerwünscht, da der Drahts tab extrem lang sein mußte, um die Kontrolle von TIR aus dem Inneren des Kolbens zu versuchen. Mit diesem Aufbau wurde TIR nicht erfolgreich vermindert, weil die Tragflä che innerhalb des Kolbens aufgrund des begrenzten Raums zu kurz war, als daß der Kolben relativ zum Stab sich hin- und herbewegen konnte. Ein langer Stab verursachte außerdem ein Problem mit der Federkraft. Da für die Feder wenig Platz war, konnte eine extrem kurze Feder keine geeignete Federkraft aufbringen, mit der der Kolben die Prüf stelle berühren konnte. Zusätzlich war dieser Aufbau teuer in der Fertigung.

Folglich besteht Bedarf an einem verbesserten, gefederten Hohlkolbenfühler, der die mit den bekannten, gefederten Kontaktfühlern verbundenen Probleme beseitigt.

Zusammenfassung der Erfindung

Zusammengefaßt weist eine erfindungsgemäße Ausführungsform einen gefederten Kontaktfühler zum Einsetzen in eine Aufnahme auf, um elektrische Tests an einer zu prüfenden Einheit durchzuführen. Der nach den erfindungsgemäßen Prinzipien aufge baute, gefederte Kontaktfühler weist einen Hohlkolben auf, der innerhalb der Aufnahme angeordnet und innerhalb der Aufnahme axial verschiebbar ist. Der Kolben weist an ei nem Ende außerhalb der Aufnahme eine Spitze zum Ausbilden eines elektrischen Kontakts mit dem zu prüfenden Gerät auf. Ein Drahtstab oder ein Aufnahmestab er streckt sich durch eine Öffnung am entgegengesetzten Ende des Kolbens in den Kol ben. Eine längere und schwerere Feder ist innerhalb des Kolbens zwischen dem Stab und der Spitze angeordnet. Eine Anzahl von Auführungen zur Aufnahme eines An schlußendes des Pfostens innerhalb des Kolbens werden erörtert.

Der gefederte Fühler der vorliegenden Erfindung reduziert TIR, weil im Aufbau kein Schaft vorgesehen ist und folglich kein Spiel zwischen dem Kolben und dem Schaft oder zwischen einem Schaft und der Aufnahme auftritt. Zusätzlich wird eine vergrößerte Traglänge zwischen dem Kolben und der Aufnahme vorgesehen, da der Kolben hohl ist und sich die Feder innerhalb des Kolbens befindet. Diese erhöhte Lagerlänge minimiert das Spiel zwischen dem Kolben und der Aufnahme. TIR wird außerdem reduziert, weil der Schaft abgeschafft wurde, wodurch ein Kolben mit größerem Durchmesser möglich wird, was die Festigkeit des Kolbens erhöht und das Schwingen der Kolbenspitze redu ziert. Ein weiterer, durch die Erfindung realisierter Vorteil ist, daß eine größere Kraft von dem Fühler erzeugt werden kann, da der Aufbau die Verwendung einer längeren und schwereren Feder vorsieht. Dies erhöht außerdem die Verwendungsdauer des Fühlers.

Ein weiterer von der Erfindung realisierter Vorteil ist, daß durch das Eliminieren von Bauteilen des gefederten Fühlers dieser leichter und billiger zu fertigen und zusammen zubauen ist. Durch Verwenden billiger Tiefzieh- und Stanzverfahren anstelle der vorhe rigen teueren Dreh- und Schneidverfahren wurden die Herstellkosten ebenfalls redu ziert. Zusätzlich wurde der elektrische Pfad des gefederten Fühlers durch Vorsehen von weniger Teilen, durch die das elektrische Signal wandern muß, verbessert. Der elektri sche Pfad wird auch aufgrund der längeren Traglänge zwischen dem Kolben und der Aufnahme verbessert.

Diese und andere Vorteile der Erfindung werden durch Verweis auf die Zeichnungen und auf die folgende genaue Beschreibung besser verstanden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsseitenansicht eines 100 mil gefederten Fühlers, der nach den erfindungsgemäßen Prinzipien aufgebaut ist;

Fig. 2 eine Querschnittsseitenansicht eines 50 mil gefederten Fühlers;

Fig. 3 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine erste alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben in einer Einführstellung darstellt;

Fig. 3A eine vergrößerte Detailansicht, die die Verbindung der Fig. 3 in einer Entnah mestellung darstellt;

Fig. 4 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine zweite alternative Ver bindung zwischen dem Aufnahmestab und dem Kolben darstellt;

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine dritte alternative Ver bindung zwischen dem Aufnahmestab und dem Kolben darstellt;

Fig. 6 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine vierte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben darstellt;

Fig. 7 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine fünfte alternative Ver bindung zwischen dem Aufnahmestab und dem Kolben darstellt;

Fig. 8 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine sechste alternative Verbindung zwischen dem Aufnahmestab und dem Kolben darstellt,

Fig. 9 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine siebte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben in einer Einführstellung darstellt,

Fig. 9A eine vergrößerte Detailansicht, die die Verbindung der Fig. 9 in einer zweiten Einführstellung darstellt;

Fig. 9B eine vergrößerte Detailansicht, die die Verbindung der Fig. 9 in einer Entnah mestellung darstellt;

Fig. 10 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine achte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben darstellt,

Fig. 10A eine Querschnittsansicht des Kolbens entlang einer Linie 10A-10A der Fig. 10;

Fig. 11 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine neunte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben darstellt;

Fig. 11A eine Querschnittsansicht des Kolbens entlang einer Linie 11A-11A der Fig. 11;

Fig. 12 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine zehnte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben darstellt,

Fig. 12A eine Querschnittsansicht des Kolbens entlang einer Linie 12A-12A der Fig. 12;

Fig. 13 eine vergrößerte Detailansicht, die im Querschnitt eine elfte alternative Ver bindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben darstellt,

Fig. 13A eine vergrößerte Detailansicht, die den Anschlußstab der Fig. 13 im Quer schnitt darstellt;

Fig. 13B eine vergrößerte Detailansicht, die die Verbindung der Fig. 13 in einer zweiten Haltestellung darstellt; und

Fig. 13C eine vergrößerte Detailansicht, die die Verbindung der Fig. 13 in einer Ent nahmestellung darstellt.

Genaue Beschreibung

Fig. 1 zeigt einen 100 mil gefederten Meßfühler 10, der zur Durchführung diagnostischer elektrischer Prüfverfahren an einem elektrischen Gerät wie beispielsweise einer Platine für gedruckte Schaltkreise durchzuführen. Der Meßfühler 10 weist einen Kopfabschnitt oder eine Spitze 12 an einem Ende eines Hohlmeßkolbens 14 auf. Der Kolben 14 ist in nerhalb einer Aufnahme 16 angebracht, so daß die Spitze 12 sich axial weg von der Aufnahme erstreckt und einen Kontakt mit dem zu prüfenden elektrischen Gerät her stellen kann. Die Fühlerspitze weist einen Endabschnitt auf, der ausgestaltet ist, den elektrischen Kontakt mit der zu prüfenden Einheit zu erleichtern, und kann eine Anzahl von verschiedenen geometrischen Konfigurationen wie beispielsweise eine einzige Spit ze, viele Spitzen, eine konkave Spitze u. dgl. umfassen, je nachdem, wie die elektri schen Kontakte am zu prüfenden Gerät im einzelnen ausgebildet sind.

Der Hohlkolben 14 ist rohrförmig und im Querschnitt kreisförmig mit einem im allgemei nen einheitlichen Durchmeser von einem Ende zum anderen, wobei er einen langen Durchlaß für eine Feder 18 bildet. Die Feder ist innerhalb des Hohlkolbens gegen die Fühlerspitze 12 und einem Draht- oder Anschlußstab 20 eingestellt.

Die Fühlerspitze 12 weist eine verkleinerte Schulter 22 auf, die etwas größer als der In nendurchmesser der Hohlkolbens ist, so daß die Fühlerspitze in das Ende des Hohlkol bens eingepreßt werden kann. Die Fühlerspitze weist auch einen verlängerten Anschlag 24 auf, der sich in das Innere des Hohlkolbens mit einem etwas kleineren Durchmesser als der Innendurchmesser des Kolbens erstreckt. Das Ende der Feder 18 grenzt am verlängerten Anschlag der Fühlerspitze an. Das entgegengesetzte Ende der Feder 18 grenzt an einen vergrößerten Kopfabschnitt 26 des Drahtstabes 20 an. Der Kopfab schnitt ist innerhalb des Kolbens durch in das Ende des Kolbens eingeformte Federteile 28 gehalten. Am Ende des Kolbens sind in gleichen Winkelabständen bezüglich eines benachbarten Federteils mehrere einzelne Federteile eingeformt, die sich um den Au ßendurchmesser des Drahtstabes erstrecken. Der Kopfabschnitt des Stabes rastet hin ter einem Schulterabschnitt der Federteile 28 ein, wobei er die Federteile sowohl wäh rend des Einsetzens als auch während der Entnahme des Kolbens auseinanderspreizt.

Der Drahtstab erstreckt sich axial in eine zur Fühlerspitze entgegengesetzten Richtung durch eine Führungsquetschung 30 an der Aufnahme. Die Führungsquetschung legt die axiale Stellung des Stabs bezüglich des Kolbens fest und verbindet die Aufnahme fest mit dem Stab. Die Aufnahme weist auch einen Druckring 32 zum Einsetzen in ein Loch einer Fühlerplatte einer Prüfaufnahme (nicht gezeigt) auf, um die Baugruppe in der Fühlerplatte zu halten.

Fig. 2 zeigt einen 50 mil gefederten Fühler 34, der nach den erfindungsgemäßen Prinzi pien aufgebaut ist. Die 50 mil gefederte Fühlerbaugruppe umfaßt in ähnlicher Weise ei nen Hohlkolben 36 mit einer Fühlerspitze 38, die sich axial vom Ende des Kolbens nach außen erstreckt. Die Spitze 38 weist einen verkleinerten Schulterabschnitt 40 mit einem etwas größeren Durchmesser als der Innendurchmesser des Hohlkolbens auf, so daß die Spitze in das Ende des Hohlkolbens eingepreßt werden kann. Die Fühlerspitze kann in ähnlicher Weise eine Vielzahl von unterschiedlichen geometrischen Konfigura tionen, wie beispielsweise eine einzelne Spitze, Fehlerspitzen, eine konkave Spitze u. dgl. , je nach der besonderen Ausbildung der Prüfkontakte der zu prüfenden Einheit auf weisen.

Der Hohlkolben ist innerhalb einer rohrförmigen Aufnahme 42 derart positioniert, daß sich die Spitze axial weg von der Aufnahme erstreckt. Eine Feder 44 ist innerhalb des Hohlkolbens angeordnet und erstreckt sich zwischen einem verlängerten Anschlag der Spitze 46 und einem Kopfabschnitt 48 eines Anschlußstabes 50. Der Kopfabschnitt 48 ist über Walzen 52 in den rückwärtigen Abschnitt des Hohlkolbens eingeschnappt. Die Baugruppe, die den Hohlkolben, die Fühlerspitze, die Feder und den Anschlußstab umfaßt, ist an einer Endstelle 54 in die Aufnahme eingepreßt. Der Anschlußstab weist einen vergrößerten Anschlagabschnitt 56 auf, der die Baugruppe an der Endstelle in der Aufnahme verankert. Der Fühler funktioniert durch Berühren des Prüfkontakts der zu prüfenden Einheit mit der Fühlerspitze, wodurch die Feder zwischen dem verlängerten Anschlag 46 und dem Kopfabschnitt 48 des Anschlußstabes zusammengedrückt wird.

Eine Axialbewegung des Kolbens innerhalb der Aufnahme ist möglich, da die Feder zu sammengedrückt wird, bis das Ende des Kolbens den Anschlag des Anschlußstabes berührt.

Der Hohlkolben und die Aufnahme sind aus einem elektrisch leitenden Material, bei spielsweise Kupfer, oder aus einer Metall-Legierung, beispielsweise Beryllium-Kupfer, gefertigt und durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Tiefziehverfahren ge formt. Zusätzlich kann das zur Ausbildung des Kolbens und der Aufnahme ausgewählte Metall mit einem Material mit erhöhter elektrischer Leitfähigkeit, wie beispielsweise Gold, beschichtet sein, um die elektrische Leitfähigkeit des gefederten Fühlers zu verbessern. Die Feder ist von der Art, wie sie bei bekannten gefederten Fühlern verwendet wird, mit der Ausnahme, daß sie länger und schwerer ist und aus einem elektrisch leitendem Material, wie beispielsweise einem Metall oder einer Metall-Legierung, gefertigt ist. Es wird gewünscht, daß die Feder ein vorbestimmtes Maß an Druckkraft auf den Kolben aufbringt, um die verschiebbare axiale Verstellung innerhalb der Aufnahme zu erleich tern und eine ausreichende Druckkraft zwischen der Fühlerspitze und dem Prüfkontakt aufzubringen. Obwohl die Feder elektrisch leitend ist, wird der elektrische Pfad des ge federten Fühlers gemäß der vorliegenden Erfindung gegenüber vorherigen gefederten Fühlern dadurch verbessert, daß das elektrische Signal direkt vom Kolben zur Aufnah me oder vom Kolben zum Anschlußstab passieren kann.

Verschiedene alternative Ausführungen zur Verbindung des Kolbens mit dem An schlußstab sind in Fig. 3-12 dargestellt. In Fig. 3 und 3A schnappt der Kopfabschnitt 58 des Anschlußstabes 60 während des Einsetzens des Kolbens hinter Federteile 62 im Kolben 64. Die Federteile sind Finger, die durch einen Stanzprozeß im Ende des Kol bens gebildet werden und nach innen in Richtung des Anschlußstabes gebogen werden und sich in im Anschlußstab ausgebildete Ausnehmungen 66 erstrecken. Um den Kol ben zu entfernen, wird der Kolben gedreht, wobei die Finger aus den Ausnehmungen gezwungen werden und die Federteile zur Entnahme des Kolbens aus der Aufnahme auseinandergespreizt werden.

Fig. 4 stellt eine Verbindungsart dar, bei der vier Federteile 68, die aus L-förmigen Ha ken bestehen, am Ende des Kolbens 70 ausgebildet und nach innen in Richtung des Anschlußstabes gebogen sind. Die Federteile schnappen sowohl während dem Einset zen als auch während der Entnahme des Kolbens um den Kopfabschnitt 72. In Fig. 5 schnappt der Kopfabschnitt 74 des Anschlußstabes während der Entnahme des Kol bens durch eine Öffnung im Kolben hinter eine einzige keilförmige Arretierung. Während der Entnahme des Kolbens kann der Kolben durch eine Öffnung, die durch Entfernen einer Kolbenhälfte auf der der Arretierung gegenüberliegenden Seite bereitgestellt ist, bewegt werden. Fig. 6 zeigt einen Befestigungsaufbau, bei dem der Kopfabschnitt 80 des Anschlußstabes hinter keilförmige Arretierungen 82 am Ende des Kolbens auf bei den Seiten des Kolbens einschnappt.

In Fig. 7 sind Nasen 84 am Ende des Kolbens 86 angeordnet, die um den Kopfabschnitt 90 vom Anschlag 86 des Anschlußstabes 88 am Ende des Hubes beim anfänglichen Einsetzen des Kolbens zum Schließen umgebogen werden. Die Nasen werden dann beim Herausnehmen des Kolbens aus der Aufnahme aufgebogen. In Fig. 8 wird ein mit einem Gewindeabschnitt versehener Kopfabschnitt 92 des Anschlußstabes durch eine Öffnung 96 am Kolbenende in den Innendurchmesser der Feder 94 eingeschraubt. Der Anschlußstab oder der Drahtstab spannt die Feder innerhalb des Kolbens vor.

Eine weitere alternative Verbindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben ist in Fig. 9 bis 9B gezeigt. In Fig. 9 schnappt der Kopfabschnitt 98 des Anschlußstabes 102, der sich in die Feder 100 erstreckt, während des Einsetzens des Kolbens in die Auf nahme 108 hinter Federteile 104 des Kolbens 106. Die Federteile 104 sind Finger, die durch ein Stanzverfahren am Kolbenende ausgeformt und nach innen in Richtung des Anschlußstabes gebogen sind und an eine Nocke 110 angrenzen, die am Anschlußstab im Anschluß an den Kopf 98 angeformt ist. Um den Kolben zu entfernen, wird der Kol ben zuerst um 90° in die in Fig. 9A gezeigte Haltestellung gedreht. In dieser Stellung wird der Kolben so nach unten gedrückt, daß die Federteile 104 entlang den Seiten der Nocke 110 positioniert sind. Wenn sie sich einmal in dieser Stellung befinden, wird der Kolben nochmals um 90°, wie in Fig. 9B gezeigt, gedreht, wobei die Nocke 110 die Fin gerelemente 104 auseinanderspreizt und dadurch die Entnahme des Kolbens aus der Aufnahme ermöglicht.

Fig. 10 bis 12 zeigen nochmals andere Methoden zur Ausbildung einer Verbindung zwi schen dem Anschlußstab und dem Kolben. In Fig. 10 und 10A ist eine einzige, in Um fangsrichtung verlaufend eingeschnittene Federhalterung 112 entlang eines Kolbenen des 114 ausgestanzt, die gegen eine Nocke 116 am Anschlußstab 118 in der festge haltenen Stellung positioniert ist. In Fig. 11 und 11A sind zwei in Umfangsrichtung lau fende Federhalterungen 120 und 122 entlang des Kolbenendes 124 ausgestanzt und legen sich in der festgehaltenen Stellung gegen die Nocke 126 an, die am Anschlußstab 128 ausgebildet ist. In Fig. 12 und 12A ist eine einzige, in Umfangsrichtung verlaufende Federhalterung 130 am Kolbenende 132 angeformt, die sich in der festgehaltenen Stel lung gegen eine im Anschlußstab 136 ausgeformte Nocke legt. Bei jeder der Ausfüh rungsformen, die in Fig. 10 bis 12 dargestellt sind, kann der Kolben von der Aufnahme durch Drehung des Kolbens entfernt werden, so daß die Nocke die Halterung ausein anderspreizt und dadurch das Herausnehmen des Kolbens aus der Aufnahme ermög licht.

Die am meisten bevorzugte Verbindung zwischen dem Anschlußstab und dem Kolben ist in Fig. 13 bis 13C gezeigt. In Fig. 13 schnappt der Kopfabschnitt 138 des Anschluß stabes 142, der sich in die Feder 140 erstreckt, hinter Federteile 144 des Kolbens 146 während des Einsetzens des Kolbens in die Aufnahme 148 in ähnlicher Weise wie bei der Ausführung der Fig. 9. Die Federteile 144 bilden Finger oder Dome, die durch ein Stanzverfahren im Kolbenende geformt, nach innen in Richtung des Anschlußstabes gebogen werden und sich gegen eine Nocke 150, die am Anschlußstab ausgebildet ist und eine schräge, sich in Richtung des Anschlußstabes erstreckende Fläche 152 auf weist, anlegen. Fig. 13A ist eine zu Fig. 13 identische Ansicht, außer daß der Anschluß stab 142 und der Kopfabschnitt 138 im Querschnitt gezeigt sind, um deutlich die schrä ge Fläche 152 darzustellen. Die schräge Fläche 152 stellt sicher, daß die Dome 144 si cher hinter dem Kopfabschnitt 138 gehalten sind, was verhindert, daß der Kolben aus der Aufnahme wandern kann. Um den Kolben zu entfernen, wird der Kolben zuerst um 90° in die zweite Haltestellung, die in Fig. 13B gezeigt ist, gedreht. In dieser Stellung sind die Federteile 144 entlang den Seiten der Nocke 150 positioniert. Einmal in dieser Stellung angelangt, wird der Kolben um zusätzliche 90°, wie in Fig. 13C gezeigt, ge dreht, wobei die Nocke 150 die Dorne 144 auseinanderspreizt und dadurch das Her ausnehmen des Kolbens 146 von der Aufnahme 148 ermöglicht.

Die erfindungsgemäßen gefederten Fühler reduzieren das Total Indicator Reading (TIR) und minimieren dadurch das Schwingen der Fühlerspitze innerhalb der Aufnahme auf grund der erhöhten Traglänge zwischen dem Kolben und der Aufnahme. TIR wird auch durch Bereitstellen eines steiferen Kolbens aufgrund seines größeren Durchmessers und seiner größeren Länge im Vergleich zum bekannten Meßfühler reduziert. Die erfin dungsgemäßen, gefederten Fühler sind auch billiger herzustellen und zusammenzu bauen, da Schaftteile eliminiert sind.

Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf mehrere Ausführungsformen beschrieben und dargestellt wurde, ist es klar, daß sie nicht darauf beschränkt ist, da Änderungen und Modifikationen gemacht werden können, die innerhalb des gesamten, beabsichtigten Bereichs dieser Erfindung, wie er im folgenden beansprucht wird, fallen.

Claims

1. Gefederte Fühlerbaugruppe zum Einsetzen in eine rohrförmige Fühleraufnahme zum Durchführen von Untersuchungen an einem elektrischen Gerät, wobei die gefederte Fühlerbaugruppe folgende Merkmale aufweist:
einen länglichen Kolben mit einer sich axial durch den Kolben erstreckenden Öff nung, wobei der Kolben in der Fühleraufnahme axial verschiebbar durch ein er stes Ende der Aufnahme ausgebildet ist;
eine in der Öffnung an einem ersten Ende des Kolbens angeordnete Fühlerspit ze:
einen an einem entgegengesetzten Ende der Aufnahme in der Fühleraufnahme fest angeordneten Stab, wobei der Stab einen Kopfabschnitt aufweist, der sich durch ein entgegengesetztes zweites Ende des Kolbens in die Öffnung des Kol bens erstreckt;
eine in der Öffnung des Kolbens zwischen der Fühlerspitze und dem Kopfab schnitt des Stabes angeordnete Feder; und
eine Vorrichtung zum lösbaren Verbinden des Kopfabschnittes des Stabes mit dem zweiten Ende des Kolbens, wobei die Vorrichtung einstückig mit dem zwei ten Ende des Kolbens ist und derart ausgebildet ist, daß sie die relative Bewe gung zwischen der Aufnahme und dem Kolben während der durch die Feder vorgespannten, hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens aufnimmt.

2. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit dem Kolben zumindest ein sich vom zweiten En de des Kolbens radial nach außen erstreckendes Federteil aufweist, wobei das Federteil einen Schulterabschnitt umfaßt, der mit dem Kopfabschnitt des Stabes zusammenwirkt.

3. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 2, wobei vier getrennte Federteile am zweiten Ende des Kolbens in 90° Winkeln relativ zu einem benachbarten Fe derteil angeformt und um den Kopfabschnitt des Stabes angeordnet sind.

4. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit dem Kolben einen Walzenverschlußabschnitt am zweiten Ende des Kolbens um den Kopfabschnitt des Stabes herum und einen in die Aufnahme eingepreßten Anschlagabschnitt des Stabes aufweist.

5. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit dem Kolben zumindest ein Fingerteil aufweist, das am zweiten Ende des Kolbens angeformt und nach innen in Richtung des Stabes gebogen ist, wobei zumindest eine Ausnehmung im Stab zur Aufnahme des Fingerelements ausgebildet ist.

6. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit dem Kolben zumindest eine keilförmige Arretie rung aufweist, die am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet ist und mit dem Kopfabschnitt des Stabes zusammenwirkt.

7. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 6, wobei zwei keilförmige Arretierun gen am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet sind und mit dem Kopfabschnitt des Stabes zusammenwirken.

8. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit den Kolben zumindest ein Fingerteil aufweist, das am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet und nach innen in Richtung des Sta bes gebogen ist, wobei am Stab eine Nocke ausgebildet ist.

9. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zum lösba ren Verbinden des Stabes mit dem Kolben zumindest zwei Nasen aufweist, die am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet sind, wobei die Nasen am Ende der Bewegung beim anfänglichen Einsetzen des Kolbens in die Aufnahme zum Schließen gebogen werden und bei der Entnahme des Kolbens aus der Aufnah me offen gebogen werden.

10. Gefederte Fühlerbaugruppe nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung zur lösba ren Verbindung des Stabes mit dem Kolben einen Kopfabschnitt des Stabes mit Gewinde aufweist, der in einen Innendurchmesser der Feder durch eine Öffnung im zweiten Ende des Kolbens eingeschraubt wird.

11. Gefederte Fühle- und Fühleraufnahmebaugruppe zum Durchführen von Arbeiten an einem elektrischen Gerät, wobei der Aufbau folgende Merkmale aufweist:
eine Fühleraufnahme mit einer sich hierdurch erstreckenden axialen Öffnung;
einen Kolben mit einer axialen Öffnung, wobei ein Abschnitt des Kolbens etwas innerhalb eines ersten Endes der Aufnahme verschoben ist;
eine Fühlerspitze an einem Ende des Kolbens zur Berührung eines elektrischen Kontaktes eines elektrischen Geräts;
ein Stab, der teilweise innerhalb einer Öffnung an einem zweiten Endes des Kol bens gegenüber der Spitze angeordnet ist, wobei der Stab fest mit der Aufnahme verbunden ist und einen Kopfabschnitt aufweist, der sich in ein zweites Ende des Kolbens erstreckt;
eine Feder in der Öffnung des Kolbens, die zwischen der Spitze und dem Kopfabschnitt des Stabes angeordnet ist; und
eine Vorrichtung zur lösbaren Verbindung des Kopfabschnittes des Stabes und des zweiten Endes des Kolbens.

12. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei das dem Stab am nächsten liegende Ende der Aufnahme gequetscht ist, um eine nach außen gerichtete axiale Ver schiebung des Kolbens aus der Aufnahme zu begrenzen.

13. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben zumindest ein Federteil aufweist, das sich vom zweiten Ende des Kolbens radial nach außen erstreckt, wobei das Federteil ei nen Schulterabschnitt aufweist, der mit dem Kopfabschnitt des Stabes zusam menwirkt.

14. Gefederter Fühler nach Anspruch 13, wobei vier getrennte Federteile vorgese hen sind, die im zweiten Ende des Kolbens in 90° Winkeln bezüglich eines be nachbarten Federteils ausgebildet und um den Kopfabschnitt des Stabes ange ordnet sind.

15. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben einen Walzenverschlußabschnitt des zweiten Endes des Kolbens um den Kopfabschnitt des Stabes und einen in die Aufnah me eingepreßten Anschlagabschnitt des Stabes aufweist.

16. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben zumindest ein Fingerelement aufweist, das am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet und nach innen in Richtung des Stabes gebogen ist, wobei zumindest eine Ausnehmung zur Aufnahme des Fingerele ments im Stab ausgebildet ist.

17. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben zumindest eine keilförmige Arretierung auf weist, die am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet ist und mit dem Kopfab schnitt des Stabes zusammenwirkt.

18. Gefederter Fühler nach Anspruch 17, wobei zwei keilförmige Arretierungen im zweiten Ende des Kolbens ausgebildet sind, die mit dem Kopfabschnitt des Sta bes zusammenwirken.

19. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben zumindest ein Fingerelement aufweist, das am zweiten Ende des Kolbens ausgebildet und nach innen in Richtung des Stabes gebogen ist, wobei eine Nocke am Stab ausgebildet ist.

20. Gefederter Fühler nach Anspruch 11, wobei die Vorrichtung zur lösbaren Verbin dung des Stabes mit dem Kolben zumindest zwei Nasen aufweist, die am zwei ten Ende des Kolbens ausgebildet sind, wobei die Nasen am Ende der Bewe gung des Kolbens beim anfänglichen Einsetzen in die Aufnahme geschlossen gebogen und bei Entnahme des Kolbens aus der Aufnahme offen gebogen wer den.

21. Gefederter Fühler nach Anspruch 8, wobei die Nocke eine Sperrvorrichtung auf weist, die verhindert, daß der Kolben aus der Fühleraufnahme wandert.

22. Gefederter Fühler nach Anspruch 21, wobei die Sperrvorrichtung, die verhindert, daß der Kolben aus der Fühleraufnahme wandert, als eine schräge Fläche an der Nocke ausgebildet ist, die das Fingerelement in Richtung des Aufnahmesta bes drängt.

23. Gefederter Fühler nach Anspruch 19, wobei die Nocke eine Sperrvorrichtung aufweist, die verhindert, daß der Kolben aus der Fühleraufnahme wandert.

24. Gefederter Fühler nach Anspruch 23, wobei die Sperrvorrichtung, die verhindert, daß der Kolben aus der Fühleraufnahme wandert, als eine schräge Fläche an der Nocke ausgebildet ist, die die Fingerteile in Richtung des Aufnahmestabes drängt.