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Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift mit einem elektrisch leitfähigen rohrförmigen Gehäuse, in welchem in Längsrichtung begrenzt verschiebbar ein elektrisch leitfähiger Kolben bereichsweise angeordnet ist, wobei ein innerer Kolbenbereich von einer ersten Druckfeder beaufschlagt im Gehäuse geführt ist und das Gehäuse innenseitig einen umlaufenden Endanschlag für den inneren Kolbenbereich aufweist, wobei der innere Kolbenbereich in einen äußeren Kolbenbereich übergeht, der aus dem Gehäuse herausragt und mit seinem freien Kolbenende in elektrischen Kontakt mit einem elektrischen Kontakt eines Prüflings bringbar ist.
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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. Bei Prüflingen in Form von Steckergehäusen mit einer Vielzahl von in Aufnahmen des Gehäuses aufgenommenen Steckkontakten mit immer engeren Toleranzen besteht das Problem, dass diese Toleranzen fertigungsbedingt nur schwer eingehalten werden können, so dass die Steckkontakte im Hinblick auf ihre Abstände untereinander und auch ihre Winkelausrichtung nicht exakt positioniert sind. Diese Fehlstellungen können dann häufig zu fehlerhaften Kontaktierungen mit den zu Prüfzwecken verwendeten Federkontaktstiften führen, weil die freien Kontaktenden der automatisch zugeführten Federkontaktstifte die einzelnen Steckkontakte des Prüflings nicht exakt oder gar nicht berühren, so dass kein elektrischer Kontakt zustande kommt. Dieses Problem tritt verstärkt bei Federkontaktstiften auf, deren freies Kolbenende spatenförmig ausgebildet ist, weil das Kolbenende dann auch exakt in seiner Winkellage zum jeweiligen Steckkontakt des Prüflings ausgerichtet sein muss.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Federkontaktstift so zu verbessern, dass eine exakte Positionierung gegenüber dem jeweiligen Kontakt des Prüflings gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Federkontaktstift der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass auf dem äußeren Kolbenbereich bis zu einem Endanschlag am äußeren Kolbenbereich verschiebbar eine Zentrierhülse angeordnet ist, welche von einer zweiten, außenseitig auf dem äußeren Kolbenbereich angeordneten Druckfeder in Richtung zum Endanschlag am äußeren Kolbenbereich beaufschlagt wird, wobei die zweite Druckfeder sich an der Stirnseite des Gehäuses und der Zentrierhülse abstützt, wobei das freie Zentrierende der Zentrierhülse bei Anlage der Zentrierhülse am Endanschlag sich bis zum freien Kolbenende erstreckt oder dieses überragt.
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Der erfindungsgemäße Federkontaktstift ist mit einer auf dem äußeren Kolbenbereich verschiebbar angeordneten Zentrierhülse ausgerüstet, welche von einer zweiten Druckfeder zwangsweise so positioniert ist, dass sie gegen den Endanschlag am äußeren Kolbenbereich gedrückt wird und dadurch sich mit ihrem freien Zentrierende bis zum freien Kolbenende oder darüber hinaus erstreckt. Wenn der Federkontaktstift bzw. wenn die Vielzahl der Federkontaktstifte auf den Prüfling vorzugsweise automatisch zugeführt werden, gelangt zunächst die jeweilige Zentrierhülse mit ihrem freien Zentrierende in den Bereich einer beispielsweise buchsenförmigen Gehäuseaufnahme, in der der zu kontaktierende Steckkontakt angeordnet ist. Dadurch wird der Federkontaktstift mit seinem vorderen Ende in die jeweilige Aufnahme zentriert eingeführt, bis die Zentrierhülse an einem Anschlag des Gehäuses anliegt und nicht tiefer eingeführt werden kann.
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Nachfolgend wird ein Anpressdruck ausgeübt, der die Kraft der zweiten Druckfeder überwindet, so dass die Zentrierhülse vom freien Kolbenende in Richtung zum Gehäuse des Federkontaktstiftes verschoben wird, wodurch das freie Kolbenende in der richtigen Positionierung gegenüber dem zu kontaktierenden elektrischen Kontakt des Prüflings aus der Zentrierhülse austritt und den Steckkontakt des Prüflings elektrisch kontaktieren kann. Dadurch erfolgt eine automatische Zentrierung des jeweiligen Federkontaktstiftes und eine einwandfreie Kontaktierung.
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In bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das freie Kolbenende einen unrunden Querschnitt aufweist. Das freie Zentrierende der Zentrierhülse ist dann in Abhängigkeit vom Prüfling selbstverständlich so gestaltet, dass beim Aufstecken des Federkontaktstiftes die Zentrierhülse so im Bereich des Steckkontaktes geführt wird, dass das freie Kolbenende passend zum Steckkontakt ausgerichtet ist.
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Dabei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das freie Kolbenende spatenförmig ausgebildet ist. Bei dieser Ausgestaltung ist dann die Zentrierhülse so gestaltet, dass ihr freies Zentrierende so in die buchsenförmige Aufnahme des Steckkontaktes des Prüflings eingeführt wird, dass das spatenförmigen Kolbenende rechtwinklig zur eigentlichen Steckkontaktrichtung angeordnet ist, um nicht beschädigend in den Steckkontakt einzudringen.
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Wenn das freie Kolbenende einen unrunden Querschnitt aufweist, ist bevorzugt vorgesehen, dass die Zentrierhülse über einen Teil ihrer Länge eine Verdrehsicherung für das freie Kolbenende aufweist. Die Verdrehsicherung kann z.B. eine Verrieglungsnut sein, in welche ein Rand eines spatenförmigen Kolbenendes eingreift. Wenn entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder die Zentrierhülse in Richtung zum Gehäuse gedrückt wird und dadurch das freie spatenförmige Kolbenende aus der Zentrierhülse herausragt, ist die Verdrehsicherung aufgehoben und der Federkontaktstift kann in eine Haltevorrichtung eingeschraubt werden.
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In bevorzugter weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das dem freien Kolbenende abgewandte hintere Ende der Zentrierhülse wenigstens einen axialen Vor- oder Rücksprung aufweist, der in einen komplementären axialen Rück- oder Vorsprung am hinteren Ende des Gehäuses bei maximal zusammengedrückter zweiter Druckfeder eingreift. Diese Ausgestaltung dient dazu, den jeweiligen Federkontaktstift vor der Benutzung in eine Haltevorrichtung einschrauben zu können, indem auf die Zentrierhülse ein Einschraubwerkzeug aufgesetzt wird. Der Federkontaktstift weist dann am hinteren Gehäuseende ein Schraubgewinde auf, wie dies grundsätzlich bekannt ist.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in vergrößerter bzw. stark vergrößerter Darstellung in
- 1 eine Vorderansicht eines Federkontaktstiftes,
- 2 das vordere Ende des Federkontaktstiftes nach 1 von links,
- 3 das vordere Ende des Federkontaktstiftes nach 1 von hinten,
- 4 das vordere Ende des Federkontaktstiftes nach 1 von rechts,
- 5 eine perspektivische Darstellung des Federkontaktstiftes im Ausgangszustand,
- 6 eine perspektivische Darstellung des Federkontaktstiftes in Kontaktierungsposition,
- 7 eine perspektivische Darstellung des Federkontaktstiftes beim Einschrauben,
- 8 einen Längsschnitt durch den Federkontaktstift nach 1 und in
- 9 das vordere Ende eines mit einem Prüfling kontaktierten Federkontaktstiftes im Schnitt.
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Ein Federkontaktstift ist in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnet. Der Federkontaktstift 1 weist ein elektrisch leitfähiges, rohrförmiges Gehäuse 2 auf, in welchem in Längsrichtung des Gehäuses 2 begrenzt verschiebbar ein elektrisch leitfähiger Kolben 3 angeordnet ist. Der Kolben 3 weist einen inneren Kolbenbereich 3a auf, der im Gehäuse 2 geführt ist und am hinteren Ende 2a des Gehäuses 2 aus dem Gehäuse 2 herausragt. Im Bereich des hinteren Endes 2a weist das Gehäuse 2 beim Ausführungsbeispiel ein Außengewinde 4 zum Einschrauben des Federkontaktstiftes 1 in eine nicht dargestellte Haltevorrichtung auf, in welcher das hintere Kolbenende 3c verdrehsicher aufgenommen ist. Das hintere Kolbenende 3c weist dazu einen unrunden Querschnitt auf.
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Der innere Kolbenbereich 3a ist von einer diesen bereichsweise umgebenden ersten Druckfeder 5 beaufschlagt und wird von der ersten Druckfeder 5 gegen einen umlaufenden Endanschlag 6 gedrückt, dieser Endanschlag 6 kann z.B. als nach innen gerichtete umlaufende Einkerbung bzw. Sicke des Gehäuses 2 ausgebildet sein. Dabei weist der innere Kolbenbereich 3a einen radial erweiterten Bereich 7 auf, der an der Innenwandung des Gehäuses 2 anliegt und den Endanschlag 6 nicht passieren kann. Angrenzend an den Bereich 7 geht der innere Kolbenbereich 3a in einen Bereich 8 über, dessen Außendurchmesser in etwa dem Innendurchmesser des Endanschlages 6 entspricht.
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Jenseits dieses Bereiches 8 geht der Kolben 3 einstückig in einen äußeren Kolbenbereich 3b über, der über das vordere Ende 2b des Gehäuses 2 aus dem Gehäuse herausragt und mit seinem freien Kolbenende 9 in elektrischen Kontakt mit einem elektrischen Kontakt eines Prüflings bringbar ist.
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Wesentlich ist nun, dass auf dem äußeren Kolbenbereich 3b eine Zentrierhülse 10 verschiebbar angeordnet ist. Die Verschiebbarkeit der Zentrierhülse 10 ist durch einen Endanschlag 11 am äußeren Kolbenbereich 3b derart begrenzt, dass ein freies Zentrierende 10a der Zentrierhülse 10 bei Anlage der Zentrierhülse 10 am Endanschlag 11 sich bis zum freien Kolbenende 9 erstreckt oder dieses etwas überragt. Außenseitig ist auf dem äußeren Kolbenbereich 3b eine zweite Druckfeder 12 angeordnet, die die Zentrierhülse 10 in Richtung zum Endanschlag 11 am äußeren Kolbenbereich 3b beaufschlagt. Dabei stützt sich die zweite Druckfeder 12 an der Stirnseite des vorderen Endes 2b des Gehäuses 2 und an der Zentrierhülse 10 ab.
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Beim dargestellten Ausführungsbeispiel weist das freie Kolbenende 9 des Kolbens 3 einen unrunden Querschnitt, nämlich beim Ausführungsbeispiel einen spatenförmigen Querschnitt, auf und ist gegenüber der Zentrierhülse 10 im Ausgangszustand gemäß 5 verdrehsicher geführt. Dabei weist beim Ausführungsbeispiel die Zentrierhülse 10 einen hinteren rohrförmigen Bereich 13 auf, an dessen hinteren Ende zwei axiale Vorsprünge 14 angeformt sind. Am anderen vorderen Ende des rohrförmigen Bereiches 13 der Zentrierhülse 10 ist ein querschnittlich U-förmiger Stegbereich 15 angeformt, zwischen dessen beiden U-Schenkeln das spatenförmige Kolbenende 9 verdrehsicher geführt ist. Dazu ist im Stegbereich 15 eine Verriegelungsnut 15a vorgesehen, in welche ein Rand des spatenförmigen freien Kolbenendes 9 eingreift, wenn sich das spatenförmige kolbenförmige Ende 9 im Ausgangszustand innerhalb des Stegbereiches 15 befindet. Die beiden Außenränder des spatenförmigen freien Kolbenendes 9 ragen in Radialrichtung über den Umfang des zylindrischen äußeren Kolbenbereiches 3b hinaus. Der Stegbereich 15 bildet am vorderen Ende das freie Zentrierende 10a, wozu je nach geometrischer Form des Prüflings geeignete Zentrierflächen ausgebildet sind.
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Komplementär zu den beiden axialen Vorsprüngen 14 am hinteren Ende der Zentrierhülse 10 weist das Gehäuse 2 am vorderen Ende 2b einen verdickten ringförmigen Bereich 16 mit zwei axialen Rücksprüngen 17 auf, in welche die Vorsprünge 14 nach Art eines Mitnehmers eingreifen können, wenn die Zentrierhülse 10 entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 12 in Richtung zum vorderen Ende 2b des Gehäuses 2 gedrückt und in Anlage gebracht wird. In dieser Position ist es möglich, mit einem auf den äußeren Kolbenbereich 3b aufgesetzten Werkzeug den Federkontaktstift 1 mit Hilfe des Außengewindes 4 in eine Haltevorrichtung einzuschrauben.
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In den 5 bis 7 sind drei mögliche Positionen des Federkontaktstiftes 1 dargestellt.
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5 zeigt den Ausgangszustand. In dieser Situation drücken beide Druckfedern 5 bzw. 12 den Kolben 3 bzw. die Zentrierhülse 10 gegen den zugeordneten Endanschlag 6 bzw. 11.
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In der in 6 dargestellten Position ist der Federkontaktstift 1 in Kontakt mit einem elektrischen Steckkontakt 18 eines in 9 allgemein mit 19 bezeichneten Prüflings. Dabei wird die Zentrierhülse 10 nach zentrierender Einführung in eine den Steckkontakt 18 enthaltene Aufnahme 20 eines Gehäuses des Prüflings 19 gegen ein weiteres Einführen blockiert, so dass bei entsprechender Druckanwendung entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 12 sich der Kolben 3 über das freie Zentrierende 10a der Zentrierhülse 10 hinaus bis zur Kontaktierung des Steckkontaktes 18 erstreckt, das freie Kolbenende 9 überragt dann entsprechend das freie Zentrierende 10a.
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7 zeigt die Position des Federkontaktstiftes 1, bei welcher die zweite Druckfeder 12 in eine Endposition zusammengedrückt ist, so dass die axialen Vorsprünge 14 der Zentrierhülse 10 in die komplementären axialen Rücksprünge 17 des Gehäuses 2 nach Art eines Mitnehmers eingreifen, so dass der Federkontaktstift 1 mittels des Außengewindes 4 in eine Haltevorrichtung eingeschraubt werden kann. Dazu wird auf den Stegbereich 15 ein Einschraubwerkzeug aufgesetzt. In dieser Lage befindet sich das spatenförmige freie Kolbenende 9 außerhalb des Stegbereiches 15, so dass die Verdrehsicherung aufgehoben ist und das Gehäuse 2 mit seinem Außengewinde 4 in die Haltevorrichtung eingeschraubt werden kann.
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Beim Zuführen des Federkontaktstiftes 1 zu einem Steckkontakt 18 eines Prüflings 19 befindet sich die Zentrierhülse 10 zunächst in der in 5 dargestellten Lage und wird aufgrund ihres komplementär zur Aufnahme 20 des Prüflings 19 gestalteten Zentrierendes 10a in der Aufnahme 20 zentriert, bis aufgrund eines nicht erkennbaren Anschlages in der Aufnahme 20 des Prüflings 19 ein weiteres Einführen der Zentrierhülse 10 nicht möglich ist. Dadurch wird entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 12 der Kolben 3 in die in 6 dargestellte Lage bewegt und kontaktiert mit seinem freien Kolbenende 9 den Steckkontakt 18.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Je nach Gestaltung des Prüflings 19 und seines zu prüfenden Steckkontaktes 18 kann das freie Kolbenende 9 und die Zentrierhülse 10 bzw. insbesondere deren freies Zentrierende 10a natürlich auch anders geometrisch gestaltet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federkontaktstift
- 2
- Gehäuse
- 2a
- hinteres Ende
- 2b
- vorderes Ende
- 3
- Kolben
- 3a
- innerer Kolbenbereich
- 3b
- äußerer Kolbenbereich
- 3c
- hinteres Kolbenende
- 4
- Außengewinde
- 5
- erste Druckfeder
- 6
- Endanschlag
- 7
- radial erweiterter Bereich
- 8
- Bereich
- 9
- freies Kolbenende
- 10
- Zentrierhülse
- 10a
- freies Zentrierende
- 11
- Endanschlag
- 12
- zweite Druckfeder
- 13
- hinterer rohrförmiger Bereich
- 14
- axiale Vorsprünge
- 15
- Stegbereich
- 15a
- Verriegelungsnut
- 16
- ringförmiger Bereich
- 17
- axiale Rücksprünge
- 18
- Steckkontakt
- 19
- Prüfling
- 20
- Aufnahme
