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Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift mit einem elektrisch leitfähigen rohrförmigen Gehäuse, in welchem ein von einer Druckfeder beaufschlagter elektrisch leitfähiger Kolben geführt ist, dessen freies, aus dem Gehäuse herausragendes Kolbenende in elektrischen Kontakt mit einer elektronischen Komponente eines Prüflings bringbar ist, wobei das Gehäuse innenseitig einen umlaufenden Endanschlag für den Kolben aufweist und wobei der Kolben ein erstes, an der Druckfeder anliegendes Kolbenteil und ein zweites Kolbenteil aufweist, wobei jedes Kolbenteil jeweils einen querschnittlich runden Basisbereich und einen querschnittlich halbrunden Axialbereich aufweist, wobei die beiden Axialbereiche quer zur Axialrichtung gesehen nebeneinander angeordnet sind und am freien Ende jeweils eine Keilfläche aufweisen, die an einer korrespondierenden Keilfläche des Basisbereiches des anderen Kolbenteils anliegt, derart, dass die beiden Kolbenteile durch die Druckfederbeaufschlagung gegen die Innenwand des Gehäuses gedrückt werden.
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Derartige Federkontaktstifte sind grundsätzlich bekannt. Sie dienen dazu, eine Berührungskontaktierung mit einem elektrischen Prüfling (z.B. elektronische Bauteile, Leiterplatten oder Kabelbäume) vorzunehmen. Durch die Berührungskontaktierung wird eine elektrische Verbindung zum Prüfling hergestellt, so dass dieser einer elektrischen Funktionsprüfung od. dgl. unterzogen werden kann. Je nach Bauform des zu prüfenden elektrischen Prüflings ist eine mehr oder weniger gute Berührungskontaktierung möglich, wobei oftmals auch relativ große elektrische Ströme bei der Berührungskontaktierung übertragen werden sollen. Zu diesem Zweck sind seit langem Federkontaktstifte mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 bekannt. Ein solcher Federkontaktstift weist einen zweigeteilten Kolben mit einem Keilgetriebe auf, wodurch gewährleistet ist, dass der Kolben durch Umlenkung der axial gerichteten Federkraft radial nach außen vollflächig an die Innenwand des Gehäuses gedrückt wird und somit eine große und definierte Stromübertragungsfläche vom Gehäuse zum Kolben zur Verfügung steht. Bei diesen Federkontaktstiften kann die Berührungskontaktierung zwischen dem freien Kolbenende und der elektronischen Komponente des Prüflings ausschließlich in axialer Richtung erfolgen.
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Es gibt jedoch auch Prüflinge, bei denen die zu kontaktierende elektronische Komponente nicht in axialer Richtung zugänglich ist. Für derartige Prüflinge sind die bekannten Federkontaktstifte nicht geeignet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen zur Hochstromübertragung geeigneten Federkontaktstift zu schaffen, der auch für von der axialen Kontaktierungsrichtung abweichende Prüfvorgänge an Prüflingen geeignet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Federkontaktstift der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolben ein drittes Kolbenteil aufweist, das am Endanschlag des Gehäuses anliegt, mit seinem freien Kontaktende aus dem Gehäuse herausragt und mit seinem anderen Ende mit dem zweiten Kolbenteil gegenüber der Axialachse schwenkbar verbunden ist.
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Der Federkontaktstift weist somit einen dreigeteilten Kolben auf, wobei die beiden ersten Kolbenteile wie bei bekannten Federkontaktstiften eine große Stromübertragungsfläche vom Gehäuse zum Kolben sicherstellen und das dritte Kolbenteil, welches mit seinem freien Kontaktende den Berührungskontakt zum Prüfling herstellt, gegenüber der Axialachse schwenkbar mit dem zweiten Kolbenteil verbunden ist, so dass auch eine von der axialen Kontaktierungsrichtung abweichende Kontaktierung möglich ist. So kann der Prüfling z.B. eine buchsenförmige Aufnahme mit einem seitlich angeordneten elektrischen Kontakt aufweisen und innerhalb der Buchse eine Blattfeder od. dgl. angeordnet sein, die das freie Kontaktende des dritten Kolbenteiles entsprechend auslenkt, wenn das Kontaktelement in die buchsenförmige Aufnahme eingeführt wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass das dritte Kolbenteil einen am Endanschlag des Gehäuses anliegenden kugelförmigen Bereich aufweist. Dieser kugelförmige Bereich wirkt einerseits mit dem Endanschlag zusammen und ermöglicht andererseits die Schwenkbewegung gegenüber der Axialachse.
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Um eine gute elektrische Verbindung zwischen dem dritten und dem zweiten Kolbenteil zu gewährleisten, ist bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Kolbenteil eine stirnseitige Einbuchtung und das dritte Kolbenteil eine korrespondierende stirnseitige Ausbuchtung aufweist.
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Nach einer ersten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die stirnseitige Einbuchtung keilnutförmig und die stirnseitige Ausbuchtung keilförmig ausgebildet ist. Wenn das freie Kontaktende des dritten Kolbenteiles gegenüber der Axialachse ausgelenkt wird, führt dies dazu, dass die keilförmige, stirnseitige Ausbuchtung die keilnutförmige, stirnseitige Einbuchtung am zweiten Kolbenteil radial nach außen sowie leicht in Axialrichtung entgegen der Federkraft bewegt, so dass gleichzeitig eine noch stärkere Andrückung des ersten und des zweiten Kolbenteiles an die Innenwand des Gehäuses erfolgt.
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Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass die stirnseitige Einbuchtung konkav und die stirnseitige Ausbuchtung konvex ausgebildet ist. Die Einbuchtung und die Ausbuchtung sind dann bevorzugt kegel-, kugel- oder kalottenförmig ausgebildet. Bei dieser Ausgestaltung kann die Auslenkung des dritten Kolbenteiles um 360° in zwei Achsenrichtungen erfolgen.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in
- 1 eine Draufsicht auf einen Federkontakt,
- 2 einen Längsschnitt durch den gegenüber 1 um 90° gedrehten Federkontakt nach 1 mit Prüflingseingriff ohne Auslenkung des dritten Kolbenteiles,
- 3 einen Längsschnitt gemäß 2 mit Auslenkung des dritten Kolbenteiles,
- 4 ein vergrößertes Detail X der 2 und
- 5 ein vergrößertes Detail Y der 3.
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Ein Federkontaktstift ist in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnet. Dieser Federkontaktstift 1 weist ein rohrförmiges Gehäuse 2 auf, das aus einem elektrisch leitfähigen Material, z.B. Messing, besteht. Dabei ist das Gehäuse 2 an seinem hinteren Ende mit einem verjüngten Bereich mit Außengewinde 3 versehen, auf welchen eine Hülse 4 aufgeschraubt ist, die zur elektrischen Verbindung mit einem nicht dargestellten Anschlusskabel dient. Die Hülse 4 kann auch einstückig mit dem Gehäuse 2 ausgeführt sein.
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Am vorderen Endbereich ist die Hülse 2 mit einer umlaufenden Bördelung versehen, die innenseitig einen Endanschlag 5 bildet. Im Innenraum des Gehäuses 2 ist angrenzend an das hintere Ende eine Druckfeder 6 angeordnet, welche an einem mehrteiligen Kolben des Federkontaktstiftes 1 anliegt. Dieser Kolben besteht aus drei Teilen, nämlich einem ersten Kolbenteil 7, einem zweiten Kolbenteil 8 und einem dritten Kolbenteil 9. Alle drei Kolbenteile 7, 8, 9 bestehen ebenfalls aus einem elektrisch leitfähigen Material. Das dritte Kolbenteil 9 ragt dabei bereichsweise mit seinem freien Kolbenende 10 aus dem Gehäuse 2 heraus, kann aber aufgrund des Endanschlages 5 im Gehäuse 2 nicht weiter als dargestellt aus dem Gehäuse 2 herausgleiten, da es einen kugelförmigen Bereich 11 aufweist, der aufgrund der Belastung durch die Druckfeder 6 umlaufend am Endanschlag 5 anliegt.
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Das erste Kolbenteil 7, an dem die Druckfeder 6 anliegt, weist einen querschnittlich runden Basisbereich 7a auf, der in einem querschnittlich halbrunden Axialbereich 7b übergeht. Das zweite Kolbenteil 8 weist ebenfalls einen querschnittlich runden Basisbereich 8a und angrenzend daran einen querschnittlich halbrunden Axialbereich 8b auf. Dabei sind die beiden Axialbereiche 7b und 8b quer zur Axialrichtung gesehen nebeneinander angeordnet, so dass sie sich querschnittlich gesehen zu einem runden Kolbenbereich ergänzen.
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Am freien Ende weist jeder Axialbereich 7b, 8b jeweils eine Keilfläche 7c, 8c auf, die an einer korrespondieren Keilfläche 8d bzw. 7d des Basisbereiches 8a bzw. 7a des anderen Kolbenteiles 8, 7 anliegt. Dies führt dazu, wie am besten aus den 2 und 3 hervorgeht, dass die beiden Kolbenteile 7 und 8 durch die Beaufschlagung durch die Druckfeder 6 aufgrund des Keilgetriebes gegen die Innenwand des Gehäuses 2 gedrückt werden, wodurch eine großflächige Anlage der beiden Kolbenteile 7 und 8 an der Innenwand des Gehäuses 2 und damit eine große Stromübertragungsfläche gewährleistet ist.
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Das dritte Kolbenteil 9 ist mit seinem dem freien Ende 10 gegenüberliegenden anderen Ende 12 gegenüber der Axialachse A verschwenkbar mit dem zweiten Kolbenteil 8 verbunden. Dazu weist das zweite Kolbenteil 8 eine stirnseitige Einbuchtung 13 und das dritte Kolbenteil 9 eine korrespondierende stirnseitige Ausbuchtung 14 auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist die stirnseitige Einbuchtung 13 keilnutförmig und die stirnseitige Ausbuchtung 14 keilförmig ausgebildet.
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Der Federkontaktstift 1 kann, insbesondere wenn gleichzeitig mehrere Federkontaktstifte 1 verwendet werden, in einen Träger 15 eingesteckt sein.
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Der Federkontaktstift 1 dient insbesondere zur Berührungskontaktierung mit einer elektronischen Komponente eines Prüflings 17, bei welchem ein elektrischer Kontakt 16 der elektronischen Komponente innerhalb einer buchsenförmigen Aufnahme 18 nicht in Axialrichtung des Federkontaktstiftes 1 angeordnet ist, sondern seitlich versetzt dazu, also beispielsweise am Rand der Ausnehmung 18.
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Innerhalb der Ausnehmung 18 des Prüflings 17 ist im Bereich oberhalb des elektrischen Kontaktes 16 z.B. eine nicht dargestellte Blattfeder angeordnet, die beim Einstecken des freien Kontaktendes 10 des Federkontaktstiftes 1 dafür sorgt, dass das freie Kontaktende 10 auf den elektrischen Kontakt 16 gedrückt wird, d.h. die Blattfeder wirkt quer zur Einsteckrichtung.
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Wenn nun der Kontaktstift 1 mit dem freien Kontaktende 10 in die Ausnehmung 18 des Prüflings 17 eingesteckt wird, wird ausgehend von der nicht ausgelenkten Lage gemäß 2 das dritte Kolbenteil 9 und damit das freie Kontaktende 10 gegenüber der Axialrichtung A in Richtung zum elektrischen Kontakt 16 des Prüflings 17 ausgelenkt bzw. verschwenkt. Der Drehpunkt liegt dabei im kugelförmigen Bereich 11 des dritten Kolbenteiles 9. Ausgehend von der nicht ausgelenkten Position (4) wandert dabei die stirnseitige Ausbuchtung 14 des dritten Kolbenteiles 9 im Sinne der Figuren leicht nach oben und beaufschlagt dadurch die keilnutförmige stirnseitige Einbuchtung 13 am zweiten Kolbenteil 8, so dass einerseits das zweite Kolbenteil 8 um ein gewisses Maß a gegenüber der Axialachse A radial nach oben und andererseits in Axialrichtung A um ein Maß x in Richtung zur Druckfeder verschoben wird. Dadurch verringert sich der axiale Abstand L (4) auf L-x (5).
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Aufgrund dieser Gestaltung ist einerseits eine ausreichend große elektrische Kontaktfläche zwischen dem dritten Kolbenteil 9 und dem zweiten Kolbenteil 8 sichergestellt und andererseits wird die Kontaktierung zwischen dem ersten Kolbenteil 7 und dem zweiten Kolbenteil 8 mit der Innenwand des Gehäuses 2 weiter verbessert. Dadurch ist der Federkontaktstift 1 für Hochstromanwendungen geeignet, bei denen die Berührungskontaktierungsrichtung von der Axialrichtung A abweicht.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann die stirnseitige Einbuchtung 13 auch konkav und die stirnseitige Ausbuchtung 14 auch konvex ausgebildet sein, was Auslenkungen des Kolbenteiles 9 gegenüber der Axialachse A in zwei Raumrichtungen ermöglicht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federkontaktstift
- 2
- Gehäuse
- 3
- Außengewinde
- 4
- Hülse
- 5
- Endanschlag
- 6
- Druckfeder
- 7
- Erstes Kolbenteil
- 7a
- Basisbereich
- 7b
- Axialbereich
- 7c
- Keilfläche
- 7d
- Keilfläche
- 8
- Zweites Kolbenteil
- 8a
- Basisbereich
- 8b
- Axialbereich
- 8c
- Keilfläche
- 8d
- Keilfläche
- 9
- Drittes Kolbenteil
- 10
- Freies Kolbenende
- 11
- Kugelförmiger Bereich
- 12
- Anderes Ende
- 13
- Stirnseitige Einbuchtung
- 14
- Stirnseitige Ausbuchtung
- 15
- Träger
- 16
- Elektrischer Kontakt
- 17
- Prüfling
- 18
- Buchsenförmige Aufnahme
- A
- Axialrichtung
