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Die
Erfindung richtet sich auf einen Schaltfederkontaktstift mit einem
in einem Gehäuse gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren
Tastkopf nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
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Derartige
Schaltfederkontaktstifte werden z. B. in Prüfgeräten
eingesetzt, mit denen Elektronikplatinen geprüft werden.
Als Beispiel derartiger Konstruktionen sei auf das
DE 201 03 967 U oder
DE 201 02 558 U der
Anmelderin verwiesen. Derartige Schaltfederkontaktstifte sind beispielsweise über elektrische
Leiter mit Prüfgeräten verbunden und können
zwei Schaltpositionen einnehmen, indem sie den Stromdurchgang durch
den Schaltfederkontaktstift sperren oder zum anderen öffnen.
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Dabei
wird gegen die Kraft einer Feder im Inneren des Federkontaktstiftes
ein Schaltelement entweder durch Aufdrücken des Schaltfederkontaktstiftes
auf das zu prüfende Element oder durch Verschieben eines
Kontaktkopfes des Stiftes, z. B. mittels Druckluft, bewegt.
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Es
gibt Einsatzfälle, in denen Informationen vom zu prüfenden
Objekt am Messgerät od. dgl. wenigstens teilweise über
optische Leiter weitergegeben werden. In der
DE 102 20 343 A ist die
Beleuchtung einer Prüfspitze in Verbindung mit der Prüfung von
Leiterplatten beschrieben, die zur Beleuchtung Lichtwellenleiter
einsetzt, diese Technologie zeigt auch die
DE 10 2005 023 425 A1 .
Eine mit Lichtwellenleitern ausgerüstete Prüfeinrichtung
ist auch in der
US-2004/0013396
A1 beschrieben, es handelt sich dabei aber nicht um Schaltfederkontaktstife
der hier angegebenen Gattung und Technologie.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Schaltfederkontaktstiftes
der gattungsgemäßen Art, der eine solche optische
Weitergabe von Informationen ermöglicht und dabei seine
Schaltfunktionen beibehält.
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Mit
einem Schaltfederkontaktstift der eingangs bezeichneten Art wird
diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
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Erkennbar
ist es mit der Erfindung möglich, einen Lichtwellenleiter
bis in den Tastkopf des Schaltfederkontaktstiftes zu führen,
wobei der Tastkopf gegen die Kraft einer Feder, wie an sich bekannt,
bewegt werden kann und damit auch Schaltelemente bewegt werden können,
die die weiter oben beschriebene An-/Aus-Funktion eines elektrischen
Weges durch den Schaltfederkontaktstift hindurch möglich machen.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Dabei kann insbesondere vorgesehen sein, dass das Gehäuse aus
einem ersten, elektrisch leitenden, die Feder im Inneren aufnehmenden
Gehäuseteil, einem daran koaxial befestigten zweiten, elektrisch
nicht leitenden Gehäuseteil und einem daran koaxial anschließenden,
elektrisch leitenden, dem Tastkopf zugewandten Gehäuseteil
gebildet ist. Durch die hier vorgeschlagene Mehrteiligkeit des Gehäuses
kann das Gehäuse selbst unmittelbar zur Bildung von Schaltelementen
herangezogen werden.
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Die
Schaltfunktion des Schaltfederkontaktstiftes wird besonders einfach,
wenn am auf das ins Innere des Gehäuses weisende Ende des
Schaftes des Tastkopfes ein die Kontaktfedern beidseitig bereitstellender
Kontaktkäfig befestigt, insbesondere verschraubt ist, dessen
axiale Länge größer ist als die axiale
Erstreckung des nicht leitenden Gehäuseteiles zur elektrischen
Brückenbildung zwischen unter schiedlichen Gehäuseteilen
zur Bereitstellung zweier Schaltpunkte, wie dies die Erfindung in
weiterer Ausgestaltung ebenfalls vorsieht.
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Eine
weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Kontaktfederkäfig
auf seiner dem Tastkopf abgewandten Seite mit einer sich an der
Feder abstützenden Isolierhülse versehen ist.
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Zweckmäßigerweise
ist auch vorgesehen, dass im Bereich des Tastkopfes wenigstens ein
Fixierelement für den Lichtwellenleiter, wie eine Klemmschraube
od. dgl., vorgehen ist. Der Lichtwellenleiter kann beispielsweise
auch an der Innenwand des Tastkopfes verklebt sein. Der Tastkopfschaft kann
durch eine nach innen weisende Einprägung zur Fixierung
des Lichtwellenleiters herangezogen werden u. dgl. mehr.
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Um
den Schaltfederkontaktstift einfach einbauen zu können
und auch später problemlos auswechseln zu können,
ist nach der Erfindung auch vorgesehen, dass das Gehäuseelement
mit einem Element eines Bajonettverschlusses versehen ist, wobei der
verjüngte Gehäusebereich von einer Feder umgeben
ist, die sich in der Montagelage an einer Ringschulter im Bodenbereich
des Montagegehäuses, welches mit dem korrespondierenden
Element des Bajonettverschlusses ausgerüstet ist, abstützt.
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Besteht
ein besonderer, hier im Vordergrund stehender Anwendungsfall der
Erfindung in der Ankontaktierung von lichtoptischen Prüflingen
durch den erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift,
so sind darüber hinaus weitere Anwendungen möglich. So
kann der erfindungsgemäße Schaltfederkontaktstift
der lichtoptischen Markierung mit kombinierter Anwesenheitskontrolle
dienen, etwa wenn in mehreren Kammern eines mit Teilen zu bestückenden Werkstückes
ein entsprechender Schaltfederkontaktstift vorgesehen ist. Damit
ist es möglich zu entscheiden, welche der Kammern bestückt
werden sollen, z. B. nur solche, die über den erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift
lichtoptisch angesteuert sind (z. B. roter Lichtpunkt durch den
im Zentrum des Tastkopfes des Federkontaktstiftes befindlichen Lichtwellenleiters).
Sind die Kammern bestückt, erfolgt durch die Auswertung
der Schaltpunkte des Schaltfederkontaktstiftes eine Anwesenheitskontrolle oder
Freigabe oder Fehlermeldung am Ende der Bestückung.
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Weitere
Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aufgrund
der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese
zeigt in
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1 den
erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstift im Schnitt
mit eingezogenem Lichtwellenleiter,
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2 einen
Teil einer Prüfplatine mit einer Montagehülse
sowie einen Schaltfederkontaktstift in einer Montagehülse
im Schnitt,
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3 eine
Ansicht gemäß Pfeil III in 2 auf den
Boden der Montagehülse,
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4 und 5 einen
vergrößerten Schnitt und eine Aufsicht auf den
Kontaktkäfig nach der Erfindung,
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6 vier
Positionen von Elementen des Schaltfederkontaktstiftes in unterschiedlichen
Schaltzuständen sowie in
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7 das
zugehörige Schaltdiagramm zu den Positionen gemäß 6.
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Der
allgemein mit 1 bezeichnete Schaltfederkontaktstift weist
ein dreiteiliges Gehäuse auf mit einem ersten Gehäuseteil 1a aus
elektrisch leitendem Material, dauerhaft verbunden mit einem mittleren Gehäuseteil 1b aus
einem elektrisch isolierenden Material sowie einem weiteren Gehäuseteil 1c,
wiederum aus elektrisch leitendem Material, wobei, wie in 6 gezeigt,
das Gehäuseteil 1c mit einem elektrischen Anschluss
versehen ist.
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Die
Gehäuseteile 1a und 1c sind auf entsprechende
Außengewinde am Gehäuseteil 1b verschraubt,
wobei in der Endmontagelage ein Verschlussstück 1d aus
elektrisch nicht leitendem Material auf das freie Ende des Gehäuseteiles 1c aufgeschraubt
ist. Es kann dort auch z. B. verpresst oder verklebt sein.
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Das
Gehäuseteil 1a weist insgesamt eine innere Durchgangsbohrung
auf sowie einen unteren verjüngten Teil, ebenfalls mit
Durchgangsbohrung, an dem sich im Inneren der allgemein mit 7 bezeichneten
Innenausnehmung eine Feder 2 abstützt, wobei das
andere Ende der Feder 2 wirkmäßig von
einem Tastkopf 3 beaufschlagt ist. Der Tastkopf 3 ist dazu
mit einem Schaft 4 ausgerüstet, der in das Innere
eines Kontaktfederkäfigs 5 mit doppelseitigen Kontaktfedern 6 eingeschraubt
ist, wobei dieser Kontaktkäfig in den 4 und 5 näher
dargestellt ist.
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Zusätzlich
greift auf der der Eintrittsseite des Tastkopfschaftes 4 gegenüberliegenden
Seite in das Innere des Kontaktfederkäfigs 5 eine
Isolierhülse 8, die sich dann schließlich
auf der Oberseite der Feder 2 abstützt, so dass
wirkmäßig der Tastkopf 3 gegen die Kraft
der Feder 2 verschiebbar ist unter gleichzeitiger Bewegung
des Kontaktkäfigs 5 und der Isolierhülse 8.
Dabei ist die Feder 2 gegenüber dem Tastkopf 3 isoliert.
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Alle
diese Elemente weisen innere Durchgangsbohrungen auf, durch die
in der Gebrauchslage ein Lichtwellenleiter, in 1 allgemein
mit 9 bezeichnet, eingezogen ist, der im Bereich des Tastkopfes 3 z.
B. mittels einer Klemmschraube 10, fixiert ist, ansonsten
aber die Schubbewegung des Tastkopfes 3 mit vollziehen
kann.
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In
den 2 und 3 ist die Einbausituation eines
erfindungsgemäßen Schaltfederkontaktstiftes 1 wiedergegeben,
wobei aus Darstellungsgründen der Lichtwellenleiter dort
nicht eingezeichnet ist. So ist z. B. an einer Platine, in 2 nur
angedeutet und mit 11 bezeichnet, eine Mehrzahl von Montagehülsen 12 in
Durchgangsbohrungen fixiert, die zur Aufnahme je eines Schaltfederkontaktstiftes 1 dienen.
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Der
vom Tastkopf 3 weg weisende Bereich einer jeden Montagegehülse
ist in Art eines Topfbodens 12a ausgestaltet, der mit einer
Bajonettausnehmung 13 versehen ist, in die das untere Ende
in der Gestaltung eines Bajonettgegenelementes 14 einschwenkbar
ist, welches sich am unteren Rand des Schaltfederkontaktstiftes 1 befindet,
wobei auch diese Elemente mit Durchgangsausnehmungen für
den Lichtwellenleiter versehen sind.
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Zur
Ausübung des Fixierdruckes ist der verjüngte untere
Teil des Gehäuses 1a außen von einer Druckfeder 15 umgeben,
die sich am Element des Bajonettverschlusses im Topfboden 12a der
Montagehülse abstützt, wie sich dies insbesondere
aus 2 ergibt. Damit ist eine sehr einfache Montage durch
einfaches Einstecken des Schaltfederkontaktstiftes 1 in
die Montagehülse 12 möglich. Nach Durchtritt
durch die Bajonettausnehmung 13 kann der Schaltfederkontaktstift
um 90° verdreht werden, um gegen die Kraft der Feder 15 zu
verrasten. Der Innendurchmesser der Feder 15 ist dabei
so gewählt, dass das Bajonettverschlusselement 14 hindurch gesteckt
werden kann, das dann zusammen mit dem Schaltfederkontaktstift 1 in
die Montagehülse 12 einführbar ist.
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Die
wesentlichen Schritte des Zusammenbaus des Schaltfederkontaktstiftes
sind dabei die folgenden:
In das Gehäuseteil 1a,
welches bereits mit der Feder 15 ausgerüstet sein
kann, wird das isolierende Gehäuseteil 1b eingeschraubt
und nachfolgend das Gehäuseteil 1c aufgeschraubt.
Des weiteren werden die dem Tastkopf 3 zugeordneten Elemente
zusammengefügt, wobei nach Aufschieben des Verschlussstückes 1d auf
den Schaft 4 des Tastkopfes 3 das dem Tastkopfende
gegenüberliegende, mit einem Außengewinde 18 versehene
freie Ende in das korrespondierende Innengewinde des Kontaktfederkäfiges 5 eingeschraubt
und dort verklebt wird, wobei die andere Seite des Kontaktfederkäfiges 5 die
Isolierhülse 8 wenigstens bereichsweise übergreift.
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Nunmehr
wird in das zusammengefügte Gehäuseteil aus den
Elementen 1a, 1b und 1c die Feder 2 eingeworfen
und die Elemente mit Tastkopf 3 eingeschoben und durch
Verschrauben des Verschlussstückes 1d mit dem
Gehäuseteil 1c die Endverbindung geschaffen, wobei
auch hier eine andere Technologie des Verbindens eingesetzt werden
kann, etwa ein Verkleben oder ein Verpressen.
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Am
Benutzungsort kann dann der Lichtwellenleiter 9 durch den
insgesamt freien Innenraum bis zum Tastkopf 3 eingeführt
und dort mittels der Schraube 10 fixiert werden.
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Natürlich
ist zum einen eine andere Art der Montage möglich, zum
anderen können die Elemente auch anders miteinander verbunden
sein, als über die hier dargestellten Gewinde.
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Aus 6 in
Verbindung mit 7 sind die Schaltzustände
je nach Eintauchtiefe des Schaftes 4 mit Tastkopf 3 wiedergegeben,
wobei dort aus Darstellungsgründen der sich im Inneren
befindende Lichtwellenleiter nicht dargestellt ist. In 6 entspricht
die obere Darstellung der Position der Elemente zueinander, wie
sie auch in 1 wiedergegeben ist.
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Zur
weiteren Erklärung der Schaltzustände werden die
Kontaktzungen der Kontaktfeder 6, wie in 4 angegeben,
auf der einen Seite mit 6a bezeichnet, und zwar auf der
Seite, die dem Tastkopf 3 zugewandt ist, und die anderen
Kontaktzungen mit 6b, die der Druckfeder 2 zugewandt
sind.
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Erkennbar
kontaktieren die Kontaktzungen 6a den leitenden Gehäuseteil 1c mit
einem ersten elektrischen Anschluss 16 und das Gehäuseteil 1b aus
elektrisch isolierendem Material, so dass kein Stromfluss zwischen
dem Anschluss 16 einerseits und dem mit 17 bezeichneten
zweiten elektrischen Anschluss auf der Montagehülse 12 andererseits möglich
ist. Wird nun der Tastkopf 3 in 6 weiter nach
innen gegen die Kraft der Feder 2 gedrückt, verschiebt
sich der Kontaktkäfig so, dass die Kontaktzungen 6b mit
dem elektrisch leitenden Gehäuseteil 1a in Kontakt
kommen, das seinerseits wiederum elektrisch leitend in der Montagehülse 12 positioniert ist.
Da die Kontaktzungen 6a sich immer noch im elektrischen
Kontakt mit dem Gehäuseteil 1c befinden, ist ein
Stromfluss vom Anschluss 16 zum Anschluss 17 möglich.
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Wird
nun der Tastkopf 3 noch weiter gegen die Kraft der Feder 2 in 6 nach
links verschoben, diese Position ist in 6 mit "2.
Schaltpunkt" bezeichnet, bewegen sich die in 6 rechten
Kontaktzungen 6a auf die Innenfläche des Gehäuseteiles 1b aus
elektrisch isolierendem Material zu, so dass der Stromfluss zwischen
den Anschlüssen 16 und 17 aufgehoben
wird. Die Endstellung dieser Bewegung ist in der unteren Abbildung
der 6 wiedergegeben.
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7 zeigt
das entsprechende "Ein-/Aus-Schaltdiagramm".
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Natürlich
ist das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung
noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken
zu verlassen. Dies gilt sowohl für die Art des Zusammenbaues
und der entsprechenden Befestigungstechnik des Schaltfederkontaktstiftes
selbst, wie weiter oben schon beschrieben, aber auch für
die Befestigung des Schaltfederkontaktstiftes in der Montagehülse 12.
Hier können auch andere Technologien eingesetzt werden
u. dgl. mehr.
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- 1
- Schaltfederkontaktstift
- 1a
- (erstes)
Gehäuseteil
- 1b
- (mittleres)
Gehäuseteil
- 1c
- (weiteres)
Gehäuseteil
- 1d
- Verschlussstück
- 2
- Feder
- 3
- Tastkopf
- 4
- Schaft
(des Tastkopfes)
- 5
- Kontaktfederkäfig
- 6
- Kontaktfeder
- 6a
- Kontaktzunge
(auf Seite des Tastkopfes)
- 6b
- Kontaktzunge
(auf Seite der Druckfeder)
- 7
- Innenausnehmung
- 8
- Isolierhülse
- 9
- Lichtwellenleiter
- 10
- Klemmschraube
- 11
- Platine
- 12
- Montagehülse
- 12a
- Topfboden
- 13
- Bajonettausnehmung
- 14
- Bajonettgegenelement
- 15
- (Druck)Feder
- 16
- (erster
elektrischer) Anschluss
- 17
- (zweiter
elektrischer) Anschluss
- 18
- Außengewinde
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 20103967
U [0002]
- - DE 20102558 U [0002]
- - DE 10220343 A [0004]
- - DE 102005023425 A1 [0004]
- - US 2004/0013396 A1 [0004]