-
Die Erfindung betrifft eine Kontakteinrichtung zum Berührungskontaktieren eines Kontaktelements eines Prüflings, mit einem Basiskörper, mit mehreren an dem Basiskörper angeordneten Federkontaktstiften, wobei die Federkontaktstifte jeweils ein relativ zu dem Basiskörper verschiebbares Kontaktelement aufweisen, und wobei der Basiskörper eine Stirnseite aufweist, von welcher die Kontaktelemente mit jeweils einem freien Ende vorstehen, wobei die Federkontaktstifte mit dem elektrisch leitfähigen Basiskörper elektrisch verbunden sind und jeweils eine Längsmittelachse aufweisen, die derart geneigt zu einer Mittellängsachse des Basiskörpers ausgerichtet ist, dass die Kontaktelemente mit ihren freien Enden auf die Mittellängsachse zu weisen.
-
Kontakteinrichtungen der eingangs genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt. Prüfköpfe, die mehrere Federkontaktstifte zum Kontaktieren mehrerer Kontaktstellen eines Prüflings aufweisen, werden im Stand der Technik zur Durchführung von elektrischen Tests an Prüflingen häufig deswegen eingesetzt, weil die verschiebbaren, insbesondere federnden Kontaktelemente einen Toleranzausgleich erlauben, sodass alle Kontaktstellen durch die Federkontaktstifte sicher gleichzeitig kontaktiert werden können. Eine gattungsgemäße Kontakteinrichtung ist beispielsweise aus der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2013 000 140 U1 bekannt.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Kontakteinrichtung zu schaffen, die insbesondere das Berührungskontaktieren einer unebenen Kontaktstelle oder eines dreidimensional geformten Kontaktteils eines Prüflings bei vorteilhaft geringem elektrischen Widerstand erlaubt.
-
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Kontakteinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Diese hat den Vorteil, dass das Kontaktelement durch mehrere Federkontaktstifte der Kontakteinrichtung gleichzeitig kontaktierbar ist, sodass insgesamt eine vorteilhafte elektrische Verbindung mit niedrigem elektrischem Widerstand bereitgestellt wird. Darüber hinaus ist eine materialsparende und montagefreundliche Ausbildung der Kontakteinrichtung geboten. Erfindungsgemäß wird es dadurch erreicht, dass der Basiskörper für jedes der Federkontaktelemente eine zylinderförmige Aufnahme aufweist, in welcher das jeweilige Kontaktelement direkt verschiebbar gelagert ist. Die Kontaktelemente sind somit direkt in dem Basiskörper verschiebbar gelagert, also ohne Zwischenschaltung einer zusätzlichen Hülse des Federkontaktstifts, wodurch ein besonders geringer elektrischer Widerstand gewährleistet wird. Die Federkontaktstifte sind somit alle elektrisch mit dem Basiskörper verbunden, sodass die Federkontaktstifte miteinander mit dem Basiskörper elektrisch kurzgeschlossen sind. Es wird somit eine einkanalige Kontakteinrichtung bereitgestellt, durch welche ein Prüfling an mehreren Stellen gleichzeitig durch die Federkontaktstifte kontaktierbar ist. Durch die einkanalige Ausbildung wird mithilfe der mehreren Federkontaktstifte eine vorteilhaft niederohmige elektrische Verbindung zu dem Kontaktelement des Prüflings hergestellt, die auf den Einsatz der Kontakteinrichtung bei Hochstromanwendungen ermöglicht. Dadurch, dass die Federkontaktstifte geneigt zu einer Mittellängsachse des Basiskörpers derart ausgerichtet sind, dass die Kontaktelemente mit ihren freien Enden auf die Mittellängsachse zuweisen, ergibt sich, dass die Federkontaktstifte in ihrer Längserstreckung in der Art eines Konus zueinander angeordnet und spitz aufeinander zu laufend ausgerichtet sind. Durch die unterschiedlichen Ausrichtungen der Federkontaktstifte mit Bezug auf das Kontaktelement ergibt sich, dass das Kontaktelement von mehreren Seiten aus elektrisch kontaktiert wird, sodass beispielsweise auch das Kontaktieren einer gewölbten, eckigen, stufigen oder anders dreidimensional geformten Oberfläche des Kontaktelements sicher gewährleistet ist. Dadurch, dass die Kontaktelemente direkt in dem Basiskörper beziehungsweise in den Aufnahmen des Basiskörpers verschiebbar gelagert sind, ist die Kontakteinrichtung außerdem insgesamt besonders bauraumsparend beziehungsweise kleindimensioniert ausgebildet, wodurch sich weitere Vorteile in Bezug auf die Verwendung der Kontakteinrichtung ergeben. Die Federkontaktstifte sind somit selbst mantelfrei beziehungsweise hülsenfrei ausgebildet und existieren erst im in dem Basiskörper montierten Zustand.
-
Bevorzugt sind die Längsmittelachsen in einem Winkel von 1° bis 10°, insbesondere 1° bis 5°, zu der Mittellängsachse des Basiskörpers geneigt. Dadurch ergibt sich ein spitzes Zulaufen der Kontaktelemente aufeinander beziehungsweise in Richtung des Prüflings zu, wie oben bereits erwähnt.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der jeweilige Federkontaktstift jeweils ein in der Aufnahme angeordnetes und mit dem Kontaktelement zusammenwirkendes Federelement aufweist. Die Federkontaktstifte werden somit durch die durch den Basiskörper gebildete Aufnahme, das Kontaktelement und das Federelement gebildet. Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement zwischen dem Kontaktelement und dem Basiskörper vorgespannt gehalten ist, sodass es das Kontaktelement gegen einen Axialanschlag des Basiskörpers drängt. Dadurch ist das Kontaktelement zwischen dem Federelement und dem Axialanschlag vorgespannt gehalten und kann entgegen der Kraft des Federelements in den Basiskörper hinein zurückgedrängt werden.
-
Bevorzugt ist der Axialanschlag durch eine Verjüngung der Aufnahme in dem Basiskörper ausgebildet. Dadurch ist eine einfache und kostengünstige Realisierung des Axialanschlags gewährleistet. Insbesondere ist die Verjüngung nahe zu der den freien Enden der Kontaktelemente zugewandten Stirnseite des Basiskörpers angeordnet.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die jeweilige Aufnahme als Bohrung, insbesondere als Stufenbohrung, ausgebildet ist. Dadurch ist eine günstige Herstellung der Aufnahmen in dem Basiskörper gewährleistet. Durch die Ausbildung als Stufenbohrung wird insbesondere die zuvor genannte Verjüngung für die Ausbildung des Axialanschlags in einfache Art und Weise mitgebildet.
-
Vorzugsweise ist das Federelement zwischen dem Kontaktelement und einem in der Bohrung befestigten Verschlusselement vorgespannt gehalten. Die Bohrung wird somit insbesondere auf der von der Verjüngung abgewandten Seite durch das Verschlusselement verschlossen, sodass die Federvorspannung des Federelements dauerhaft gewährleistet ist.
-
Besonders bevorzugt ist das Verschlusselement als in die Bohrung eingeschraubter Gewindebolzen oder Gewindehülse ausgebildet. Dadurch ist eine einfache und sichere Befestigung des Verschlusselements in der Bohrung gewährleistet.
-
Alternativ ist das Verschlusselement bevorzugt als in die Aufnahme eingepresster Stopfen ausgebildet. Dieser ist dann in der Aufnahme kraft- beziehungsweise reibschlüssig gehalten. Hierdurch werden die Herstellungskosten der Kontakteinrichtung reduziert.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind alle Federelemente zwischen dem jeweiligen Kontaktelement und einem gemeinsamen auf den Basiskörper auf- oder in den Basiskörper eingeschraubten, ringförmigen Verschlusselement vorgespannt gehalten. Somit wird ein Verschlussring beziehungsweise ringförmiges Verschlusselement dazu genutzt, alle Federelemente der Kontakteinrichtung in den jeweiligen Aufnahmen zu arretieren und zu halten sowie die gewünschte Vorspannung einzustellen. Dazu weist der Basiskörper bevorzugt einen Anschluss, insbesondere Anschlussstutzen auf, dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Durchmesser, auf welchem die Aufnahmen des Basiskörpers nach außen münden, sodass auf diesen Stutzen das ringförmige Verschlusselement aufschiebbar und aufschraubbar ist, sodass es die Aufnahmen verschließt und dadurch die darin angeordneten Federelemente und Kontaktelemente arretiert und vorspannt. Hierdurch wird die Montage der Kontakteinrichtung durch eine Reduzierung der Montageschritte sowie der Einzelteile in vorteilhafter Weise vereinfacht.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Axialanschlag, gegen welchen das Kontaktelement durch das Federelement gedrängt wird, durch eine in die Aufnahme eingeschraubte Gewindehülse gebildet ist. Alternativ zu der Ausbildung des Axialanschlags mittels einer Verjüngung bietet die Gewindehülse den Vorteil, dass die Bohrung auch als Sacklochbohrung ausgebildet sein kann, in welche zuerst das Federelement und anschließend das Kontaktelement eingeführt wird, um anschließend das Kontaktelement durch Aufschieben der Gewindehülse und Einschrauben der Gewindehülse in die Bohrung gegen das Federelement vorzuspannen.
-
Besonders bevorzugt weist diese Gewindehülse ein Außengewinde auf, das in ein Innengewinde der zugeordneten zylinderförmigen Aufnahme des Basiskörpers einschraubbar ist. Dadurch ist eine einfache Anordnung und Ausrichtung der jeweiligen Gewindehülse an dem Basiskörper und damit insgesamt eine einfache Montage des jeweiligen Federkontaktstifts an dem Basiskörper gewährleistet. Alternativ zu dem Vorsehen eines Schraubgewindes beziehungsweise einer Schraubverbindung kann die Gewindehülse auch durch einen Bajonettverschluss an dem Basiskörper befestigt werden.
-
Bevorzugt sind an dem Basiskörper drei oder mehr Federkontaktstifte angeordnet. Dadurch ist eine mehrseitige Berührungskontaktierung der Kontaktstelle des Prüflings gewährleistet.
-
Besonders bevorzugt sind genau vier Federkontaktstifte an dem Basiskörper angeordnet. Hierdurch ergibt sich eine optimale Anordnung der Federkontaktstifte bezüglich dem verfügbaren lateralen Bauraum und der vorteilhaften Anordnung und Ausrichtung der Kontaktelemente mit Bezug auf die Mittellängsachse des Basiskörpers.
-
Bevorzugt sind die Federkontaktstifte gleichmäßig über einen Umfang mit Bezug zur Mittellängsachse des Basiskörpers verteilt angeordnet. Dadurch ergibt sich eine insbesondere symmetrische Anordnung der Federkontaktstifte, die je nach Kontaktelement auch eine symmetrische Kontaktierung des Kontaktelements gewährleistet.
-
Bevorzugt berühren sich die Kontaktelemente an ihren freien Enden im unbelasteten Zustand der Federkontaktstifte. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass die Kontaktelemente an ihren freien Enden im unbelasteten Zustand besonders nahe aneinander anliegen und dadurch auch kleine Kontaktelemente sicher berührungskontaktieren können.
-
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung liegen die freien Enden der Kontaktelemente im unbelasteten Zustand beabstandet zueinander, wodurch das Berührungskontaktieren größerer Kontaktelemente vereinfacht wird.
-
Besonders bevorzugt weisen die Kontaktelemente an ihren freien Enden jeweils einen Kontaktkopf mit jeweils einer dem Prüfling zuordenbaren Berührungskontaktfläche auf. Die Berührungskontaktoberflächen können optimiert ausgebildet werden, um einen beispielsweise flächigen Anlagekontakt an dem Kontaktteil des Prüflings zu ermöglichen.
-
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist der Kontaktkopf des jeweiligen Kontaktelements einstückig mit dem Kontaktelement oder als separates Bauteil ausgebildet, das an dem Kontaktelement insbesondere durch Verschrauben, Verkleben, Verschweißen, Verklemmen, Verpressen oder Aufschrumpfen befestigt ist. Durch eine zweiteilige Ausbildung ergibt sich der Vorteil, dass der Kontaktkopf und das Kontaktelement aus unterschiedlichen Materialen gefertigt sein können. Durch eine einteilige Ausbildung wird die Teilezahl reduziert und die Montage vereinfacht.
-
Besonders bevorzugt ist die jeweilige Berührungskontaktfläche konvex ausgebildet, sodass ein vorteilhafter Anlagekontakt gewährleistet ist.
-
Besonders bevorzugt ist der jeweilige Kontaktkopf aus einem durch die Berührungskontaktierung plastisch und/oder plastisch verformbaren Material gefertigt. Hierdurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass bei einer Kontaktierung eines Kontaktteils, das eine strukturierte Oberfläche aufweist, eine flächige Kontaktierung durch plastische und/oder elastische Verformung des Materials des Kontaktkopfs ermöglicht ist. Dadurch ergibt sich beispielsweise der Vorteil, dass eine vorteilhafte Kontaktierung auch eines ein Außen- oder Innengewinde aufweisenden Kontaktteils sicher gewährleistet ist.
-
Besonders bevorzugt ist der jeweilige Kontaktkopf dazu aus Silber gefertigt. Silber bietet als Material vorteilhafte elektrische Eigenschaften sowie den Vorteil, dass es verhältnismäßig weich ist und sich insoweit insbesondere durch plastische Verformung leicht an das Kontaktteil anpassen lässt.
-
Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass der Basiskörper auf seinem von der Stirnseite abgewandten Ende zumindest einen Anschluss zur elektrischen und/oder mechanischen Verbindung des Basiskörpers mit einer Testeinrichtung aufweist. Dadurch ist der Basiskörper auf der von dem Prüfling beziehungsweise den Kontaktköpfen und/oder Kontaktelementen der Federkontaktstifte abgewandten Seite einfach mit der Testeinrichtung mechanisch und/oder elektrisch verbindbar.
-
Besonders bevorzugt weist der Anschluss zur mechanischen Verbindung insbesondere ein an dem Basiskörper ausgebildetes Außengewinde zum Einschrauben in ein Halteelement der Testeinrichtung auf. Dadurch ist eine einfache Montage und Demontage des Basiskörpers an der Testvorrichtung gewährleistet. Insbesondere weist die Testeinrichtung einen Prüfkopf auf, an welchem mehrere derartiger Basiskörper beziehungsweise Kontakteinrichtungen befestigbar oder befestigt sind.
-
Besonders bevorzugt weist der Basiskörper außerdem eine von einer Kreisform abweichende Mantelfläche auf. Durch die von einer Kreisform abweichende Mantelfläche ergibt sich eine Polygonform des Außenmantels des Basiskörpers, die das Aufbringen eines Drehmoments auf den Basiskörper zum Eindrehen oder Ausdrehen, beispielsweise zum Herstellen und/oder Lösen der oben genannten Schraubverbindung, oder zur Herstellung einer Verdrehsicherung ermöglicht.
-
Der erfindungsgemäße Prüfkopf mit den Merkmalen des Anspruchs 24 zeichnet sich dadurch aus, dass an dem Halteelement zumindest eine, vorzugsweise mehrere Kontakteinrichtungen, die erfindungsgemäß ausgebildet sind, angeordnet sind.
-
Weitere Vorteile und bevorzugte Merkmale und Merkmalskombinationen ergeben sich insbesondere aus dem zuvor Beschriebenen sowie aus den Ansprüchen. Im Folgenden soll die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dazu zeigen
- 1 eine vorteilhafte Kontakteinrichtung in einer perspektivischen Darstellung,
- 2 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Kontakteinrichtung,
- 3 eine vereinfachte Draufsicht auf die Kontakteinrichtung,
- 4 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Kontakteinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
- 5 eine vereinfachte Längsschnittdarstellung der Kontakteinrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
-
1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung eine vorteilhafte Kontakteinrichtung 1 zum elektrischen Berührungskontaktieren eines Prüflings, der ein insbesondere dreidimensional geformtes, elektrisch leitfähiges Kontaktteil aufweist. Das Kontaktteil ist beispielsweise zylinderförmig ausgebildet und stellt beispielsweise einen Batterieanschlusskontakt dar.
-
Die Kontakteinrichtung 1 weist einen zylinderförmigen Basiskörper 2 auf, der an einem ersten Ende 3 einen Anschluss 4 aufweist, der zur elektrischen und mechanischen Verbindung der Kontakteinrichtung 1 an einem Halteelement eines nicht näher dargestellten Prüfkopfs einer Testvorrichtung ausgebildet ist. Der Anschluss 4 weist dazu an einem Zylinderabschnitt ein Außengewinde 5 auf, das dazu dient, mit einem in dem Halteelement ausgebildeten Innengewinde zusammenzuwirken. Der Basiskörper 2 ist somit in das Halteelement einschraubbar. Um das Einschrauben zu erleichtern, weist der Basiskörper 2 eine von einer Kreisform abweichende Querschnittskontur auf, vorliegend derart, dass der Basiskörper 2 zwei diametral zueinander angeordnete flache Angriffsflächen 6 aufweist, an welche beispielsweise ein Werkzeug ansetzbar ist, um ein Drehmoment auf dem Basiskörper 2 auszuüben. Darüber hinaus können die Flächen 6 auch als Verdrehsicherung für den Fall genutzt werden, dass eine korrekte Ausrichtung der Federkontaktstifte 7 mit Bezug auf ein bestimmtes Kontaktteil notwendig ist. An dem Basiskörper 2 sind außerdem mehrere, vorliegend vier Federkontaktstifte 7 angeordnet.
-
2 zeigt dazu in einer vereinfachten Längsschnittdarstellung die Kontakteinrichtung 1 im Bereich eines der Federkontaktstifte 7. Der Kontaktstift 7 weist ein stab- oder stiftförmiges Kontaktelement 8 auf, das direkt in einer zylinderförmigen Aufnahme 9 des Basiskörpers axial verschiebbar gelagert ist. Die Aufnahme 9 weist einen geschlossenen Boden auf, wobei zwischen dem Boden und dem Kontaktelement 8 ein Federelement 10, vorliegend in Form einer Schraubenfeder, vorgespannt gehalten ist. Das Kontaktelement 8 weist einen in dem Aufnahmeraum 9 liegenden Abschnitt 11 auf, und einen aus dem Basiskörper 2 herausführenden Abschnitt 12. Dabei ist zwischen den beiden Abschnitten 11 und 12 ein Anschlag 13 ausgebildet. Der Anschlag 13 ist beispielsweise dadurch gebildet, dass der Abschnitt 11 einen Durchmesser aufweist, der größer ist als der Durchmesser des Abschnitts 12.
-
Das Kontaktelement 8 ist durch eine Führungshülse 14 geführt, die an einer Stirnseite 15 des Basiskörpers 2, auf dem von dem Anschluss 4 abgewandten Ende des Basiskörpers 2, befestigt ist. Dazu weist die Aufnahme 9 an ihrem der Stirnseite 15 zugewandten Ende einen Axialabschnitt mit einem Innengewinde 16 auf. Die Führungshülse 14 weist ein Außengewinde 17 auf, das dazu ausgebildet ist, mit dem Innengewinde 16 zusammenzuwirken. Zum Befestigen der Führungshülse 14 ist diese somit mit ihrem Außengewinde 17 in das Innengewinde 16 eingeschraubt. Die Führungshülse 14 bildet mit ihrem in den Aufnahmeraum 9 hineinragenden Ende einen Axialanschlag 18 für den Sicherungsring beziehungsweise für den Anschlag 13 des Kontaktelements 8 aus. Im montierten Zustand, wie in 2 und 1 gezeigt, drängt somit das Federelement 10 mit seiner Federkraft das Kontaktelement 8 mit dem Anschlag 13 gegen den Axialanschlag 18, sodass es nicht selbstständig aus der Aufnahme 9 herausfallen kann. Ein Einfedern entgegen der Federkraft des Federelements 10, wie durch einen Pfeil 19 in 2 oder 1 gezeigt, ist jedoch möglich. Die Aufnahmen 9 sind dabei also Bohrungen ausgebildet, die in Richtung des freien Endes der Kontaktelemente 8, die von dem Basiskörper 2 vorstehen, offen und am anderen Ende geschlossen ausgebildet sind, in der Art einer Sacklochbohrung.
-
Das Kontaktelement 8 ragt mit einem freien Ende 20 von der Stirnseite 15 des Basiskörpers 2 vor. An dem freien Ende 20 weist das Kontaktelement 8 einen Kontaktkopf 21 auf, der insbesondere stirnseitig eine konvex ausgebildete Berührungskontaktfläche 22 aufweist. Der Kontaktkopf 21 weist bevorzugt einen Durchmesser auf, der größer ist als der Durchmesser des Kontaktelements 8, zumindest in dem Abschnitt 12.
-
Dadurch, dass das Kontaktelement 8 direkt in der zylinderförmigen Aufnahme 9 des Basiskörpers 2 verschiebbar gelagert ist, bildet die Aufnahme 9 eine Führung für das Kontaktelement 8 aus. Auf eine zusätzliche Stifthülse oder einen Stiftmantel, wie sie oder er bei Federkontaktstiften häufig vorgesehen und zur Montage notwendig ist, wird daher vorliegend verzichtet.
-
Der Federkontaktstift 7 weist eine Längsmittelachse 23 auf, die insbesondere der Rotationsachse des Kontaktelements 8 entspricht. Die Längsmittelachse 23 ist in einem Winkel α geneigt zu einer Mittellängsachse 24 des zylinderförmigen Basiskörpers 2 ausgerichtet, wie insbesondere in 2 gezeigt. Dabei ist der Winkel α derart gewählt, dass das freie Ende 20 mit dem Kontaktkopf 21 näher zu der Mittellängsachse 24 liegt als das dem Federelement 10 zugewandte Ende des Kontaktelements 8. Insbesondere sind die Kontaktelemente 8 dabei in ihrer auf die Mittellängsachse 24 projizierten Längserstreckung (Längsmittelachse 23) parallel zu der Mittellängsachse 24 (in einer jeweiligen Draufsicht) ausgerichtet, sodass sich eine konische Anordnung der Längsmittelachse 23 zur Mittellängsachse 24 ergibt.
-
Die Federkontaktstifte 7 der Kontakteinrichtung 1 sind alle gleich ausgebildet, wie mit Bezug auf 2 obenstehend beschrieben. Daraus ergibt sich, dass auch alle Federkontaktstifte 7 geneigt um den Winkel α zu der Mittellängsachse 24 des Basiskörpers 2 ausgerichtet sind. Damit laufen die Kontaktelemente 8 von der Stiftseite 15 ausgehend spitz aufeinander zu, wie in 1 und auch in 3 gezeigt. 3 zeigt eine Draufsicht auf die Stirnseite 15 der Kontakteinrichtung 1. Dabei ist zu erkennen, dass die Kontaktköpfe 21 radial weiter innen auf einem Kontaktkreis 26 liegen als beispielsweise die Führungshülsen 14.
-
Die Federkontaktstifte 7, insbesondere die Kontaktelemente 8, die Führungshülsen 14 sowie der Basiskörper 2 sind dabei aus einem elektrisch leitfähigen Material gefertigt und durch die Montage elektrisch leitend miteinander verbunden. Die Kontakteinrichtung 1 ist somit eine einkanalige Kontakteinrichtung 1. Wird die Kontakteinrichtung 1 dem Prüfling beziehungsweise dreidimensional geformten, beispielsweise zylinderförmigen Kontaktteil 27 des Prüflings zugeführt, wie in 1 durch einen Pfeil 25 angezeigt, so treffen die Kontaktköpfe 21 mit ihren Berührungskontaktflächen 22 auf das dreidimensional geformte Kontaktteil und können unterschiedlich weit einfedern. Dadurch, dass dabei mehrere elektrische Berührungskontakte zustande kommen, ist eine vorteilhaft niederohmige Stromleitung beziehungsweise Verbindung zu dem Kontaktteil hergestellt. Dadurch ist auch eine Kontaktierung von deformierten oder zur Kontaktiereinrichtung nicht senkrecht ausgerichteten Kontaktteilen oder Prüflingen sicher gewährleistet. Dadurch, dass die Kontaktelemente 8 direkt in den Aufnahmen 9 des Basiskörpers 2 verlagerbar gehalten sind, reduziert sich der elektrische Übergangswiderstand zwischen Kontaktelement 8 und Basiskörper 2 und die Gesamtkomplexität der Kontakteinrichtung 1.
-
Alternativ zu dem Verschrauben der Federkontaktstifte 7 mittels der Führungshülsen 14 an dem Basiskörper 2 ist es gemäß einem weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen, die Kontaktelemente durch Presspassung, Klemmung oder nachträglicher plastischer Verformung des Basisteils 2 an dem Basiskörper 2 zu arretieren oder zu sichern. Die vorliegende Anzahl von vier Federkontaktstiften 7 ergibt Vorteile bei der Parallelisierung und Ausrichtung der Federkontaktstifte 7 sowie des vorhandenen Bauraums. Die vier Federkontaktstifte bieten sich auch bei zylinderförmigen Kontaktteilen, wie beispielsweise Kontaktbolzen oder dergleichen, an. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel sind jedoch auch mehr als vier Federkontaktstifte 7 an dem Basiskörper 2 angeordnet. Auch ist es denkbar, weniger als vier Federkontaktstifte 7 an dem Basiskörper 2 anzuordnen beziehungsweise auszubilden.
-
Bei lagerichtiger Orientierung der Kontakteinrichtung zu dem Kontaktbolzen (insbesondere axial fluchtend) umschließen die Federkontaktstifte 7 das Kontaktteil symmetrisch, was auch zu einer symmetrischen Kraftverteilung führt. Durch eine rechteckige, insbesondere quadratische Anordnung der Federkontaktstifte 2 ergibt sich eine vorteilhafte Anpassung an das Kontaktteil. Durch die vorteilhafte geneigte Ausrichtung der Längsmittelachsen 23 zur Mittellängsachse 24 ergibt sich außerdem im unbelasteten Zustand der Federkontaktstifte 7 ein minimaler Kontaktkreis 26, der bevorzugt kleiner ist als der nötige Abstand der Federkontaktstifte 7 in dem Basiskörper 2. Optional können der Winkel α und/oder die Länge der Kontaktelemente 8 derart gewählt werden, dass sich die Kontaktköpfe 21 im unbelasteten Zustand berühren. Durch die konische Ausrichtung der Federkontaktstifte 7 werden außerdem lateral nach außen wirkende Querkräfte bei der Berührungskontaktierung aufgrund des kleinen Kontaktkreises 26 reduziert. Als Nebeneffekt der konischen Ausrichtung der Federkontaktstifte 7 ergibt sich außerdem beim Einfedern der Kontaktelemente 8 eine lateral beziehungsweise Seitwärtsverschiebung der Kontaktköpfe 21 auf dem Kontaktteil, wodurch beispielsweise eine Reibkontaktierung und/oder ein Durchkratzen einer vorhandenen Korrosionsschutzschicht erreicht werden kann. Bevorzugt sind die Kontaktköpfe 21 linsenförmig ausgebildet, insbesondere mit der konvexen Berührungskontaktfläche 22 zur universellen Verwendbarkeit an unterschiedlichsten Kontaktteilen von Prüflingen. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die konvexen Berührungskontaktflächen 22 einen Radius aufweisen, der größer ist als der Durchmesser des jeweiligen Kontaktkopfes 21, sodass möglichst große Berührungskontaktflächen 22 auf unterschiedlich ausgebildeten Kontaktteilen erreicht werden können. Damit eignet sich die Kontakteinrichtung 1 insbesondere auch für eine stirnseitige beziehungsweise axiale sowie für eine seitliche beziehungsweise radiale Berührungskontaktierung von elektrisch leitfähigen Kontaktteilen von Energiespeichern, insbesondere Batterien oder Akkumulatoren.
-
Besonders bevorzugt sind die Kontaktköpfe 21 aus einem weichen Material, insbesondere aus Silber, gefertigt, sodass eine plastische Anpassung der Kontaktköpfe 21 an das zu berührungskontaktierende Kontaktteil möglich ist. Dadurch ist beispielsweise ein Kontaktieren eines Innen- oder Außengewindes des Kontaktteils unter plastischer Verformung des jeweiligen Kontaktkopfs 21 (Einschneiden durch das Gewinde) möglich, wodurch große Kontaktflächen gewährleistet werden können.
-
4 zeigt in einer weiteren Längsschnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kontakteinrichtung 1, wobei aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insoweit auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird. Im Folgenden soll im Wesentlichen nur auf die Unterschiede eingegangen werden.
-
Im Unterschied zu dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel sind die Aufnahmen 9 hierbei nicht als Sacklochbohrungen, sondern als Stufenbohrungen, insbesondere Stufendurchbohrungen ausgebildet, sodass die Kontaktelemente 8 von der Seite des Anschluss 4 her zu montieren sind. Dadurch weisen die Aufnahmen 9 an dem der Stirnseite 15 zugewandten Ende jeweils eine Verjüngung 28 auf, die den zuvor genannten Axialanschlag 18 für das jeweilige Kontaktelement 8 ausbilden. An dem von der Verjüngung 28 abgewandten Ende, das in dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel geschlossen ausgebildet ist, ist nunmehr ein Verschlusselement 29 in der jeweiligen Aufnahme 9 angeordnet, durch welches das Federelement 10 in die Aufnahme 9 zwischen dem Kontaktelement 8 und dem Verschlusselement 29 vorgespannt gehalten ist, sodass die vorgenannten Funktionen gewährleistet werden. Das Verschlusselement 29 ist gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als Gewindehülse 30 ausgebildet, die ein Außengewinde 31 aufweist, das mit einem Innengewinde 32 der Aufnahme 9 zusammenwirkt. Dadurch ist zum einen die Federspannung des Federelements 10 einstellbar und zum anderen ist das Federelement 10 sowie der Federkontaktstift 7 insgesamt sicher und dauerhaft an dem Basiskörper 2 ausgebildet.
-
Alternativ zu der Ausbildung als Gewindehülse 30, kann das Verschlusselement 29 auch als geschlossener Gewindebolzen ausgebildet sein. Ebenso ist es denkbar, das Verschlusselement 29 als ein Verschlussstopfen auszubilden, der unter elastischer und/oder plastischer Verformung in die Aufnahme 9 endseitig eingepresst ist.
-
5 zeigt in einer Längsschnittdarstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Kontakteinrichtung 1, wobei aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel bereits bekannte Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind und insoweit auf die obenstehende Beschreibung verwiesen wird.
-
Das Ausführungsbeispiel von 5 unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel von 4 dadurch, dass die Aufnahmen 9 in dem Basiskörper 2 an ihrem von den Kontaktköpfen 21 abgewandten Enden nicht durch jeweils ein eigenes Verschlusselement 29 verschlossen sind, sondern durch ein gemeinsamen Verschlusselement 33. Dieses ist als Ringelement ausgebildet, das ein Innengewinde 34 aufweist, das mit einem Außengewinde 35 des Basiskörpers 2 an dem Anschluss 4 zusammenwirkt. Die Aufnahmen 9 enden an ihrem dem Anschluss 4 zugewandten Ende jeweils radial außerhalb des Außengewindes 5, wobei das Außengewinde 35 einen Außendurchmesser aufweist, der größer ist als der Außendurchmesser des Außengewindes 5, sodass das ringförmige Verschlusselement 33 über das Außengewinde 5 dem Außengewinde 35 zuführbar auf dieses aufschraubbar ist. Dabei ist der Außendurchmesser des Verschlusselements 33 derart gewählt, dass das Verschlusselement 33 die Enden der Aufnahmen 9 insbesondere vollständig überdeckt. Das Gewinde 35 reicht dabei bis an die Aufnahmen 9 heran, sodass die zwischen dem Verschlusselement 33 und dem jeweiligen Kontaktelement 8 liegenden Federelemente 10 jeweils zwischen dem Verschlusselement 33 und den Kontaktelementen 8 vorgespannt gehalten sind.
-
Durch das ringförmige Kontaktelement 33 wird die Montage der Kontakteinrichtung 1 vereinfacht, da nunmehr nur noch ein Verschlusselement 33 auf dem Basiskörper 2 aufgeschraubt werden muss, um alle Federelemente 10 und Kontaktelemente 8 in den Aufnahmen 8 zu arretieren sowie die Federelemente 10 vorzuspannen.
-
Wie in den Ausführungsbeispielen der 4 und 5 gezeigt, sind die Kontaktköpfe 21 außerdem bevorzugt als separat von dem jeweiligen Kontaktelement 8 ausgebildetes Bauteil ausgebildet und insbesondere auf das jeweils freie Ende des zugehörigen Kontaktelements 8 aufgeschraubt. Dazu weist der jeweilige Kontaktkopf 21 ein Innengewinde 36 auf, das mit einem Außengewinde 37 des jeweiligen Kontaktelements 8 zusammenwirkt. Durch die zweiteilige Ausbildung wird erreicht, dass das Kontaktelement 8 von der Seite des Anschluss 4 her in die jeweilige Aufnahme 9 eingeschoben werden und durch die Verjüngung 28 mit dem freien Ende geschoben werden kann, wobei anschließend der jeweilige Kontaktkopf 21 auf dem zugehörigen Kontaktelement 8 befestigt wird. Dabei weist der Kontaktkopf 21 insbesondere einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser der Verjüngung 28. Dadurch ist eine einfache Montage der Federkontaktstifte 7 gewährleistet. Alternativ zu einer Befestigung der Kontaktköpfe 21 mittels einer jeweiligen Schraubverbindung an dem zugehörigen Kontaktelement 8 können auch andere Verbindungstechniken angewendet werden, wie beispielsweise Verschweißen, Verkleben, Verklemmen, Verpressen oder Aufschrumpfen.
-
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der jeweilige Kontaktkopf 21 einstückig mit einem der Kontaktelemente 8 ausgebildet. Dies ist beispielsweise bei dem Ausführungsbeispiel von 2 von Vorteil, bei welchem der Axialanschlag für das Kontaktelement 8 durch die Führungshülse 14 realisiert ist. Dabei ist dann bevorzugt vorgesehen, dass der Außendurchmesser des Abschnitts 11 des Kontaktelements 8 größer ist als der Außendurchmesser des Kontaktkopfs 21, um eine einfache Montage zu gewährleisten (in den Figuren nicht gezeigt). In dem in 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Kontaktkopf 21 ebenfalls als separates Bauteil ausgebildet und an dem jeweiligen Kontaktelement 8 durch Verschrauben, Verschweißen, Verkleben oder dergleichen, befestigt.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 202013000140 U1 [0002]
