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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfstiftvorrichtung zum lösbaren Kontaktieren eines Kontaktpartners zu Prüfzwecken.
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Prüfstiftvorrichtungen sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt und werden in Prüffeldern oder anderen Prüfkontexten benutzt, insbesondere um einen Kontaktpartner, beispielsweise eine Elektronikbaugruppe, auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen.
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Derartige Prüfstiftvorrichtungen weisen endseitig regelmäßig Mittel zum Kontaktieren eines Kontaktpartners auf. Dabei kann es sich insbesondere um ein Federelement handeln, welches bei einer Kontaktierung eines Kontaktpartners derart zurückfedern kann, dass Beschädigungen des Kontaktpartners vermieden werden können.
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Beispielsweise geht aus der
DE 20 2018 106 154 U1 eine einpolige Prüfstiftvorrichtung hervor, welche einen in einer Richtung einer Längsachse der Prüfstiftvorrichtung endseitig gelegenen Kontaktabschnitt umfasst, wobei der Kontaktabschnitt einen mantelseitigen Kontaktbereich und eine mit dem Kontaktpartner umfangseitig kontaktierbare Schraubenfeder umfasst, welche in einer Radialvertiefung des mantelseitigen Kontaktbereichs aufgenommen ist und den mantelseitigen Kontaktbereich in einer radialen Richtung überragt. Dabei ist die Schraubenfeder als schräge Schraubenfeder ausgebildet.
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Schräge Schraubenfedern (Canted-Coil-Federn) sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt, zum Beispiel auch aus der
US 9 267 526 B2 , und werden regelmäßig für mechanische und/oder elektrische Verbindungszwecke verwendet. Im Stand der Technik sind die schrägen Schraubenfedern dabei stets derart an einem mantelseitigen Kontaktbereich eines ersten Verbindungspartners, insbesondere einer Prüfstiftvorrichtung, angeordnet, dass die schräge Schraubenfeder umfangseitig mit einem zweiten Verbindungspartner, insbesondere mit einem Kontaktpartner, mechanisch und/oder elektrisch verbindbar ist bzw. dass der zweite Verbindungspartner, insbesondere der Kontaktpartner, umfangseitig mit der schrägen Schraubenfeder kontaktierbar ist.
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Prüfstiftvorrichtungen, welche zur mantelseitigen bzw. umfangseitigen Kontaktierung eines Kontaktpartners vorgesehen sind, ermöglichen insbesondere bei stiftförmig ausgebildeten Kontaktpartern, aufgrund einer vergleichsweise großen Kontaktfläche eine Übertragung von vergleichsweise hohen elektrischen Strömen.
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Je nach Anwendung bzw. Kontaktpartner ist es wünschenswert eine Prüfstiftvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche insbesondere auch zur stirnseitigen Kontaktierung eines Kontaktpartners ausgebildet ist. Prüfstiftvorrichtungen der vorgenannten Art sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. So geht aus der
DE 10 2017 130 015 B4 eine Hochfrequenz-Prüfstiftvorrichtung hervor, welche endseitig ein in einem Hülsengrund eines Kontaktabschnitts der Prüfstiftvorrichtung angeordnetes, elektrisch leitendes, einen Außenleiter des Kontaktabschnitts bildendes Federelement umfasst, welches von einer endseitigen, ringförmigen Stirnfläche eines Kontaktpartners kontaktierbar ist. Dabei kann das Federelement beispielsweise als umfangsverteilt angeordnete Einzelfederstifte, als Kontaktschenkelbaugruppe mit umfangsverteilt angeordneten Kontaktschenkeln oder als kronenartige Metallbaugruppe ausgebildet sein. Derartige Prüfstiftvorrichtungen ermöglichen aufgrund einer vergleichweise geringen Kontaktfläche nur eine Übertragung von vergleichsweise geringen elektrischen Strömen und sind somit für Hochstromanwendungen nicht geeignet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Prüfstiftvorrichtung zum lösbaren Kontaktieren eines Kontaktpartners vorzuschlagen, welche bei einer stirnseitigen Kontaktierung eines Kontaktpartner eine Übertragung von vergleichsweise hohen elektrischen Strömen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch eine Prüfstiftvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Prüfstiftvorrichtung zum lösbaren Kontaktieren eines Kontaktpartners umfasst einen in einer Richtung einer Längsachse der Prüfstiftvorrichtung endseitig gelegenen Kontaktabschnitt, wobei der Kontaktabschnitt einen stirnseitigen Kontaktbereich und zumindest eine mit dem Kontaktpartner stirnseitig kontaktierbare schräge Schraubenfeder umfasst, welche derart an dem stirnseitigen Kontaktbereich angeordnet ist, dass sie sich im Wesentlichen quer zu der Längsachse erstreckt.
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Erfindungsgemäß ist die Prüfstiftvorrichtung zur stirnseitigen Kontaktierung eines Kontaktpartners vorgesehen bzw. ausgebildet. Dazu umfasst die Prüfstiftvorrichtung einen in einer Richtung einer Längsachse der Prüfstiftvorrichtung endseitig gelegenen Kontaktabschnitt, welcher einen stirnseitig gelegenen stirnseitigen Kontaktbereich und eine schräge Schraubenfeder (Canted-Coil-Feder) umfasst, welche an dem stirnseitigen Kontaktbereich angeordnet ist. Dabei ist die schräge Schraubenfeder als Mittel zur Kontaktierung des Kontaktpartners und als Mittel zur Übertragung eines elektrischen Stroms vorgesehen, wobei die schräge Schraubenfeder derart an dem stirnseitigen Kontaktbereich angeordnet ist, dass sie sich im Wesentlichen quer zu der Längsachse schraubenförmig erstreckt. Vorzugsweise erstreckt sich die schräge Schraubenfeder quer zu der Längsachse. Die schräge Schraubenfeder kann eine stirnseitige Kontaktfläche ausbilden, welche den Kontaktpartner derart stirnseitig kontaktieren kann, dass die stirnseitige Kontaktfläche eine Stirnseite des Kontaktpartners kontaktieren kann. Bei einer Kontaktierung eines Kontaktpartners kann die schräge Schraubenfeder derart zurückfedern, dass Beschädigungen des Kontaktpartners vermieden werden können. Wesentlich ist nun, dass das Mittel zur Kontaktierung des Kontaktpartners und zur Übertragung des elektrischen Stroms eine schräge Schraubenfeder (Canted-Coil-Feder), also eine Schrägwindungsfeder bzw. schräggewunden bzw. schräggewickelt ausgebildete Schraubenfeder ist. Eine derartige schräge Schraubenfeder umfasst schräge bzw. geneigte Windungen, welche durch ihre schräge Ausrichtung verglichen mit Windungen einer herkömmlichen Schraubenfeder zur Bereitstellung einer Kontaktfläche mit einer vergleichsweise größeren Fläche bzw. mit einer vergleichsweise größeren Anzahl an Berührungs- bzw. Auflagepunkten an dem Kontaktpartner zur Anlage kommen können. Weiter können sich die schrägen bzw. geneigten Windungen der schrägen Schraubenfeder bei einer Kontaktierung eines Kontaktpartners vorteilhaft mit den Windungen in der Richtung der Längsachse der Prüfstiftvorrichtung bzw. axial an den Kontaktpartner bzw. an dessen Stirnseite anlegen, was zu einer vorteilhaften Vergrößerung der von den Windungen ausgebildeten Kontaktfläche führt. Diese Vergrößerung der Kontaktfläche führt zu einer Verringerung eines elektrischen Widerstandes bzw. Kontaktwiderstandes, so dass es dadurch möglich wird, höhere elektrische Ströme zu übertragen. Im Ergebnis ermöglicht die erfindungsgemäße Prüfstiftvorrichtung damit bei einer stirnseitigen Kontaktierung eines Kontaktpartner eine Übertragung von vergleichsweise hohen elektrischen Strömen, so dass mittels der erfindungsgemäßen Prüfstiftvorrichtung im Rahmen von Hochstromanwendungen elektrische Ströme von insbesondere bis zu 400 A übertragen werden können.
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Weiter ist es möglich, die Kontaktfläche durch ein Vorsehen von mehreren schrägen Schraubenfedern bzw. von schrägen Schraubenfedern mit vergleichsweise mehr Windungen vorteilhaft zu vergrößern. Grundsätzlich gilt, dass die Kontaktfläche mit einer Anzahl der schrägen Schraubenfedern bzw. Windungen zunimmt.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die schräge Schraubenfeder den stirnseitigen Kontaktbereich in der Richtung der Längsachse überragen bzw. von dem stirnseitigen Kontaktbereich axial vorstehen. Ein über den stirnseitigen Kontaktbereich axial vorstehender Federabschnitt der schrägen Schraubenfeder kann dann die stirnseitige Kontaktfläche ausbilden. Alternativ kann die schräge Schraubenfeder bündig mit dem stirnseitigen Kontaktbereich abschließen oder entgegen der Richtung der Längsachse zu dem stirnseitigen Kontaktbereich zurück versetzt sein.
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Vorteilhafterweise kann der stirnseitige Kontaktbereich zumindest eine Nut aufweisen, in welcher die schräge Schraubenfeder sich entlang der Nut schraubenförmig erstreckend aufgenommen sein kann. Die Nut bzw. die schräge Schraubenfeder kann sich quer zu der Längsachse erstrecken. Weiter kann die schräge Schraubenfeder in der Richtung der Längsachse aus der Nut herausragen. Insbesondere kann der axial vorstehende Federabschnitt aus der Nut herausragen. Ein Durchmesser von Windungen der schrägen Schraubenfeder kann größer ausgebildet sein als eine axiale Tiefe der Nut, so dass die schräge Schraubenfeder axial aus der Nut vorstehen kann. Alternativ kann die schräge Schraubenfeder axial bündig in der Nut aufgenommen sein oder entgegen der Richtung der Längsachse in der Nut zurück versetzt sein. Eine Form der schrägen Schraubenfeder kann an einen Verlauf bzw. an eine Form der Nut angepasst sein. Ein Verlauf bzw. eine Form der Nut bzw. der schrägen Schraubenfeder kann gekrümmt oder geradlinig sein. Die schräge Schraubenfeder kann sich über eine gesamte Länge der Nut erstrecken. Weiter kann die schräge Schraubenfeder freie Enden aufweisen. Alternativ können Enden der schrägen Schraubenfeder miteinander verbunden sein, beispielsweise um einen geschlossenen Ring bzw. eine Kreisform bzw. Kreisringform zu bilden.
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Vorteilhafterweise kann sich der stirnseitige Kontaktbereich quer zu der Längsachse bzw. in einer senkrecht zu der Längsachse verlaufenden Ebene erstrecken. Die Nut bzw. schräge Schraubenfeder kann sich dann quer zu der Längsachse bzw. in dieser Ebene bzw. parallel zu dem stirnseitigen Kontaktbereich erstrecken. Weiter ist es denkbar, dass sich der stirnseitige Kontaktbereich in einer um einen Winkel zu der Längsachse geneigt verlaufenden Ebene erstreckt. Die schräge Schraubenfeder kann sich dann schräg zu der Längsachse erstrecken.
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Vorteilhafterweise kann die schräge Schraubenfeder bzw. die Nut kreisförmig, rechteckförmig, insbesondere quadratförmig, oder linienförmig bzw. geradlinig bzw. linear ausgebildet sein. Entsprechend einem Verlauf bzw. einer Form der Nut kann die schräge Schraubenfeder kreisförmig, rechteckförmig, insbesondere quadratförmig, oder linienförmig ausgebildet sein, also einen kreisförmigen, rechteckförmigen, insbesondere quadratförmigen, oder linienförmigen Verlauf aufweisen. Ebenso kann beispielsweise auch eine kreisförmige schräge Schraubenfeder für eine rechteckförmige, insbesondere quadratförmige, Nut vorgesehen sein, da die schräge Schraubenfeder aufgrund ihrer Elastizität in die Nut eingepasst werden kann.
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Ferner kann der Kontaktabschnitt bezogen auf eine äußere Form des Kontaktabschnitts zylinderartig oder quaderartig ausgestaltet sein. Ein Querschnitt des Kontaktabschnitts kann dann kreisförmig oder rechteckförmig, insbesondere quadratförmig, ausgestaltet sein.
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Vorzugsweise ist der Kontaktabschnitt zylinderartig ausgestaltet, wenn die Nut kreisförmig ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist der Kontaktabschnitt quaderartig ausgestaltet, wenn die Nut rechteckförmig oder linienförmig ausgestaltet ist. Die äußere Form des Kontaktabschnitts kann grundsätzlich an die Form der Nut angepasst sein.
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Weiter kann der Kontaktabschnitt zumindest zwei, vorzugsweise konzentrische, kreisförmige, rechteckförmige, insbesondere quadratförmige, oder, vorzugsweise parallele, linienförmige schräge Schraubenfedern umfassen. Der stirnseitige Kontaktbereich kann dann zumindest zwei, vorzugsweise konzentrische, kreisförmige oder rechteckförmige, insbesondere quadratförmige, Nuten oder zumindest zwei, vorzugsweise parallele, linienförmige Nuten aufweisen, wobei in jeder Nut der Nuten jeweils eine schräge Schraubenfeder sich entlang der Nut schraubenförmig erstreckend aufgenommen sein kann. Der stirnseitige Kontaktbereich kann auch drei, vorzugsweise parallele, linienförmige schräge Schraubenfedern bzw. Nuten aufweisen. Mehrere Nuten bzw. darin aufgenommene schräge Schraubenfedern können einem Pol der Prüfstiftvorrichtung oder verschiedenen Polen der Prüfstiftvorrichtung zugeordnet sein. Mit anderen Worten kann die Prüfstiftvorrichtung ein einpoliger oder mehrpoliger Prüfstift sein. Durch ein Vorsehen mehrerer Nuten bzw. schräger Schraubenfedern, beispielsweise zweier konzentrischer ringförmiger schräger Schraubenfedern, bei einem einpoligen Prüfstift, kann eine Übertragung von vergleichsweise sehr hohen elektrischen Strömen ermöglicht werden. Gleichwohl können mehrere Nuten bzw. schräge Schraubenfedern bei einem mehrpoligen Prüfstift vorgesehen sein, um beispielsweise eine 4-Pol-Widerstands-Messung bzw. Vierleitermessung zu ermöglichen. Die schrägen Schraubenfedern können dann galvanisch getrennt sein.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Kontaktabschnitt einen von der schrägen Schraubenfeder ausgebildeten Außenleiter und einen, vorzugsweise zu dem Außenleiter koaxialen, mit dem Kontaktpartner kontaktierbaren Innenleiter umfassen. Die Prüfstiftvorrichtung kann dann grundsätzlich auch als Hochfrequenz-Prüfstiftvorrichtung zur Überprüfung von Hochfrequenz-Kontaktpartnern eingesetzt werden. Ebenso kann der Innenleiter als Kelvinkontakt ausgebildet sein, um eine 4-Pol-Widerstands-Messung bzw. Vierleitermessung zu ermöglichen. Der Kontaktabschnitt kann einen Aufnahmeraum ausbilden, in welchem der Innenleiter vor äußeren Einflüssen geschützt aufgenommen sein kann. Dabei kann sich der Aufnahmeraum von einer Öffnung des stirnseitigen Kontaktbereichs entgegen der Richtung der Längsachse erstrecken. Weiter kann der Innenleiter ein, vorzugsweise stiftförmiges und/oder gefedertes, Kontaktelement aufweisen. Alternativ kann der Innenleiter ein buchsenartiges Kontaktelement aufweisen, welches, insbesondere von einem stiftförmigen, Innenkontaktelement eines Kontaktpartners kontaktiert werden kann. Ein Innenkontaktelement eines Kontaktpartners kann bei einer Kontaktierung des Kontaktpartners in den Aufnahmeraum eingreifen und den Innenleiter kontaktieren, während ein stirnseitiges Außenkontaktelement bzw. eine Stirnseite des Kontaktpartners den Außenleiter bzw. die schräge Schraubenfeder kontaktieren kann. Auch ist es denkbar, dass die schräge Schraubenfeder einen Innenleiter des Kontaktabschnitts ausbildet. Weiter können sowohl der Außenleiter als auch der Innenleiter von einer schrägen Schraubenfeder ausgebildet sein.
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In einer Variante der Erfindung kann die Prüfstiftvorrichtung als Kelvinstift oder als Hochstromstift ausgebildet sein. Der Kelvinstift kann für eine 4-Pol-Widerstands-Messung bzw. Vierleitermessung verwendet werden. Der Hochstromstift kann zur Übertragung von Strömen bis zu 400 A vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise kann die schräge Schraubenfeder eine Vielzahl von gleichgerichtet geneigten Windungen umfassen. Die Windungen können schräg zu einer Senkrechten zu einer Längserstreckungsrichtung der schrägen Schraubenfeder ausgerichtet bzw. geneigt sein.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die Windungen bezogen auf die Längsachse um einen Neigungswinkel geneigt sein. Der Neigungswinkel kann ein spitzer Winkel sein. Der Neigungswinkel kann zwischen der Längsachse bzw. einer dazu parallelen Achse und den Windungen definiert werden.
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Vorteilhafterweise können die Windungen bei dem Kontaktieren des Kontaktpartners unter einer Zunahme des Neigungswinkels derart neigbar sein, dass eine an dem Kontaktpartner anlegbare Kontaktfläche der Windungen vergrößerbar sein kann. Bei der Belastung bzw. Dehnung der schrägen Schraubenfeder können die Windungen sich dann derart neigen, dass eine an dem Kontaktpartner zur Anlage kommende Fläche der Windungen, welche die Kontaktfläche ausbildet, mit zunehmender Belastung bzw. Dehnung der schrägen Schraubenfeder bzw. der Windungen solange vergrößert wird, bis in einer Kontaktposition der Prüfstiftvorrichtung ein axialer Nennhub der schrägen Schraubenfeder erreicht ist.
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Vorteilhafterweise kann die schräge Schraubenfeder bzw. können die Windungen axialelastisch bzw. kann die schräge Schraubenfeder als Axialfeder ausgebildet sein. Bei der stirnseitigen bzw. axial gerichteten Kontaktierung des Kontaktpartners können sich die Windungen dann optimal zur Vergrößerung der Kontaktfläche an den Kontaktpartner anlegen. Jedoch ist es auch denkbar, die schräge Schraubenfeder bzw. die Windungen radialelastisch bzw. die schräge Schraubenfeder als Radialfeder auszubilden. Beispielsweise kann eine Kompressionskraft einer kreisförmigen Radialfeder bzw. Axialfeder entlang eines Bogenradius oder Bogenrings radial bzw. parallel zu einer Mittellinie verlaufen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die schräge Schraubenfeder in der Kontaktposition mit dem Kontaktpartner derart zusammendrückbar, dass die Schraubenfeder, insbesondere mit einer an den Kontaktpartner anlegbaren Kontaktfläche, bündig mit dem stirnseitigen Kontaktbereich in der Richtung der Längsachse der Prüfvorrichtung angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich ist die schräge Schraubenfeder in der Kontaktposition derart zusammendrückbar, dass die Schraubenfeder vollständig in der zumindest einen Nut angeordnet ist. Mit anderen Worten kann in der Kontaktposition ein vorstehender Federabschnitt vorzugsweise derart in die zumindest eine Nut gedrückt werden, dass die Kontaktfläche der Schraubenfeder axial bündig eine Außenseite der Nut ausbildet.
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Besonders bevorzugt liegen die Windungen der Schraubenfeder in der Kontaktposition mit dem Kontaktpartner und in einem zusammengedrückten Zustand aneinander an, um vorzugsweise den Eigenwiderstand der Schraubenfeder zu reduzieren. Ganz besonders bevorzugt liegen die Windungen in der zusammengedrückten Kontaktposition vollständig aneinander an, um einen Eigenwiderstand der Schraubenfeder vergleichbar mit einem Vollmaterial einzustellen.
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In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Prüfstiftvorrichtung ein den Kontaktabschnitt umfassendes Innengehäuse und ein Außengehäuse umfassen, wobei das Innengehäuse zumindest teilweise in dem Außengehäuse, relativ zu dem Außengehäuse in und entgegen der Richtung der Längsachse bewegbar und gefedert gelagert sein kann. Das Außengehäuse kann hülsenartig ausgestaltet sein. Eine Federung des Innengehäuses relativ zu dem Außengehäuse kann mittels einer Federeinrichtung der Prüfstiftvorrichtung erfolgen, wobei die Federeinrichtung zumindest ein Federelement umfassen kann. Das Innengehäuse kann gegenüber dem Außengehäuse mittels der Federeinrichtung in einer Nichtkontaktposition der Prüfstiftvorrichtung vorgespannt sein. Beim Kontaktieren des Kontaktpartners bzw. Überführen der Prüfstiftvorrichtung von der Nichtkontaktposition in eine Kontaktposition der Prüfstiftvorrichtung kann das Innengehäuse entgegen einer Rückstellkraft der Federeinrichtung in das Außengehäuse hineinfedern. Insbesondere durch die Federung kann eine sichere Kontaktierung des Kontaktpartners erfolgen und Beschädigungen des Kontaktpartners können zusätzlich vermieden werden. Das Innengehäuse kann einteilig oder mehrteilig, insbesondere zweiteilig oder dreiteilig, ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Innengehäuse dreiteilig ausgebildet. Neben dem Kontaktabschnitt kann das Innengehäuse einen Grundabschnitt und einen zwischen dem Grundabschnitt und dem Kontaktabschnitt angeordneten Verbindungsabschnitt umfassen. Der Kontaktabschnitt, der Grundabschnitt und der Verbindungsabschnitt können zur dreiteiligen Ausbildung des Innengehäuses getrennt voneinander ausgebildet sein. Der Grundabschnitt kann entgegen der Richtung der Längsachse endseitig einen Anschluss für einen elektrischen Leiter bzw. eine Leitung bzw. ein Kabel zur Übertragung eines elektrischen Stroms bzw. von Prüfsignalen aufweisen.
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In einer Variante der Erfindung kann die Prüfstiftvorrichtung einen Anschluss zur Einführung eines Kühlmittels bzw. Fluids, insbesondere Luft bzw. Druckluft, umfassen. Der Anschluss kann also ein Pneumatikanschluss sein. Durch den Anschluss ist es möglich, die Prüfstiftvorrichtung bei einer besonderen Belastung vorteilhaft zu kühlen, insbesondere bei 4-Pol-Widerstands-Messungen bzw. Vierleitermessungen. Das Innengehäuse oder Außengehäuse kann den Anschluss aufweisen. Insbesondere kann der Grundabschnitt entgegen der Richtung der Längsachse endseitig den Anschluss aufweisen. Weiter kann die Prüfstiftvorrichtung, insbesondere in dem Grundabschnitt und in dem Verbindungsabschnitt, Einlässe zur Luftkühlung aufweisen.
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Prüfstiftvorrichtung in einer ersten Ausführungsform;
- 2 eine perspektivische Ansicht einer Prüfstiftvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform;
- 3 eine perspektivische Ansicht einer Prüfstiftvorrichtung in einer dritten Ausführungsform;
- 4 eine perspektivische Ansicht einer Prüfstiftvorrichtung in einer vierten Ausführungsform;
- 5 eine Schnittansicht der Prüfstiftvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform entlang einer Längsachse;
- 6 eine perspektivische Ansicht einer Prüfstiftvorrichtung in einer fünften Ausführungsform;
- 7a-c eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Wirkung einer schrägen Schraubenfeder.
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Die 1 zeigt eine Prüfstiftvorrichtung 10 zum lösbaren Kontaktieren eines hier nicht gezeigten Kontaktpartners, umfassend einen in einer Richtung 11 einer Längsachse 12 der Prüfstiftvorrichtung 10 endseitig gelegenen, zylinderartigen Kontaktabschnitt 13, wobei die Prüfstiftvorrichtung 10 ein den Kontaktabschnitt 13 umfassendes Innengehäuse 14 und ein Außengehäuse 15 umfasst, wobei das Innengehäuse 14 teilweise in dem Außengehäuse 15, relativ zu dem Außengehäuse 15 in und entgegen der Richtung 11 der Längsachse 12 bewegbar und gefedert gelagert ist. Der Kontaktabschnitt 13 umfasst einen stirnseitigen Kontaktbereich 16 und eine mit dem Kontaktpartner stirnseitig kontaktierbare kreisförmige schräge Schraubenfeder 17, welche derart an dem stirnseitigen Kontaktbereich 16 angeordnet ist, dass sie sich quer zu der Längsachse 12 erstreckt und den stirnseitigen Kontaktbereich 16 in der Richtung 11 der Längsachse 12 überragt. Dabei weist der stirnseitige Kontaktbereich 16 eine kreisförmige Nut 18 auf, in welcher die schräge Schraubenfeder 17 in der Richtung 11 der Längsachse 12 aus der Nut 18 herausragend und sich entlang der Nut 18 schraubenförmig erstreckend aufgenommen ist. Ferner umfasst der Kontaktabschnitt 13 einen von der schrägen Schraubenfeder 17 ausgebildeten Außenleiter 19 und einen zu dem Außenleiter 19 koaxialen, mit dem Kontaktpartner kontaktierbaren Innenleiter 20.
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Die 2 zeigt eine Prüfstiftvorrichtung 21, welche sich von der Prüfstiftvorrichtung 10 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Prüfstiftvorrichtung 21 einen Anschluss 22 zur Einführung von Luft umfasst, mittels welcher die Prüfstiftvorrichtung 21 bei einer besonderen Belastung gekühlt werden kann.
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Die 5 zeigt eine Schnittansicht der Prüfstiftvorrichtung 21. Jedoch sind die nachfolgenden, in Verbindung mit der 5 gemachten Ausführungen nicht auf die Prüfstiftvorrichtung 21 beschränkt, sondern können auch auf die Prüfstiftvorrichtungen 10, 27, 31 und 34 übertragen werden. In der 5 sind insbesondere ein Innenleiter 23 der Prüfstiftvorrichtung 21 und eine Federeinrichtung 24 der Prüfstiftvorrichtung 21, mittels welcher ein Innengehäuse 25 der Prüfstiftvorrichtung 21 relativ zu einem Außengehäuse 26 der Prüfstiftvorrichtung 21 gefedert ist, erkennbar. Weiter ist erkennbar, dass eine kreisförmige schräge Schraubenfeder 47 eines zylinderartigen Kontaktabschnitts 49 der Prüfstiftvorrichtung 21 teilweise in einer Nut 48 derart aufgenommen ist, dass die schräge Schraubenfeder 47 aus der Nut 48 axial vorsteht. Der Innenleiter 23 ist in einem Aufnahmeraum 50 des Kontaktabschnitts 49 aufgenommen, wobei sich der Aufnahmeraum 50 von einer Öffnung 51 eines stirnseitigen Kontaktbereichs 52 des Kontaktabschnitts 49 axial zu der Prüfstiftvorrichtung 21 erstreckt. Neben dem Kontaktabschnitt 49 umfasst das Innengehäuse 25 einen Grundabschnitt 53 und einen Verbindungsabschnitt 54, wobei der Grundabschnitt 53 und der Verbindungsabschnitt 54 jeweils einen Einlass 55, 56 zur Luftkühlung aufweisen. Das Innengehäuse 25 ist dreiteilig ausgebildet. Der Anschluss 22 ist endseitig an dem Grundabschnitt 53 angeordnet. Weiter weist der Grundabschnitt 53 einen hier nicht gezeigten Anschluss für einen hier nicht gezeigten elektrischen Leiter zur Übertragung eines elektrischen Stroms bzw. von Prüfsignalen auf.
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Die 3 zeigt eine Prüfstiftvorrichtung 27, die sich von der Prüfstiftvorrichtung 10 insbesondere dadurch unterscheidet, dass ein zylinderartiger Kontaktabschnitt 28 der Prüfstiftvorrichtung 27 zwei konzentrische kreisförmige schräge Schraubenfedern 29, 30 umfasst. Die schrägen Schraubenfedern 29, 30 können für eine Übertragung von vergleichsweise sehr hohen elektrischen Strömen verwendet werden. Alternativ können sie aber auch in galvanisch getrennter Form vorliegen, um eine 4-Pol-Widerstands-Messung bzw. Vierleitermessung zu ermöglichen.
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Die 4 zeigt eine Prüfstiftvorrichtung 31, wobei ein quaderartiger Kontaktabschnitt 32 der Prüfstiftvorrichtung 31 eine quadratförmige schräge Schraubenfeder 33 umfasst.
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Die 6 zeigt Prüfstiftvorrichtung 34, wobei ein quaderartiger Kontaktabschnitt 35 der Prüfstiftvorrichtung 34 drei parallele linienförmige schräge Schraubenfedern 36, 37, 38 umfasst.
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Die 7a-c zeigen eine schräge Schraubenfeder 39, welche gleichgerichtet geneigte Windungen 40 umfasst, welche bezogen auf eine zu einer hier nicht gezeigten Längsachse einer hier nur schematisch dargestellten Prüfstiftvorrichtung 42 parallelen Achse 41 um einen Neigungswinkel 43 geneigt sind. Die Windungen 40 sind bei einem Kontaktieren eines hier nur schematisch dargestellten Kontaktpartners 44 unter einer Zunahme des Neigungswinkels 43 derart neigbar, dass eine an dem Kontaktpartner 44 anlegbare Kontaktfläche 45 der Windungen 40 vergrößerbar ist. Dabei zeigen die 7a-c die Prüfstiftvorrichtung 42 nacheinander in einer Nichtkontaktposition der Prüfstiftvorrichtung 42, in einer Zwischenposition der Prüfstiftvorrichtung 42 und in einer Kontaktposition der Prüfstiftvorrichtung 42. Beim Verbringen der Prüfstiftvorrichtung 42 von der Nichtkontaktposition über die Zwischenposition in die Kontaktposition wird der Kontaktpartner 44 in Richtung von Pfeilen 46 gegen die Windungen 40 gedrückt. Dabei neigen sich die Windungen 40 derart, dass die an dem Kontaktpartner 44 zur Anlage kommende Kontaktfläche 45 zunehmend vergrößert wird, bis in der Kontaktposition ein axialer Nennhub der schrägen Schraubenfeder 39 erreicht ist.
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Besonders bevorzugt legen sich die Windungen 40 in der Zwischenposition und/oder Kontaktposition aneinander an. Durch das Aneinanderlegen der Windungen 40 wird bevorzugt ein extrem niedriger Eigenwiderstand der Schraubenfeder 39 erreicht, vergleichbar mit einem Vollmaterial, da die Windungen 40 alle komplett aneinander anliegen.
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Vorzugsweise ist die Schraubenfeder 39 derart in der Nut angeordnet, dass sie soweit aus der Nut herausragt, dass sie bei Kontakt mit dem Kontaktpartner 44 bündig mit der Kontaktfläche 45 zusammengedrückt werden kann und sich die Windungen 40 dabei aneinander anlegen, wie in 7c gezeigt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Prüfstiftvorrichtung
- 11
- Richtung
- 12
- Längsachse
- 13
- Kontaktabschnitt
- 14
- Innengehäuse
- 15
- Außengehäuse
- 16
- stirnseitiger Kontaktbereich
- 17
- schräge Schraubenfeder
- 18
- Nut
- 19
- Außenleiter
- 20
- Innenleiter
- 21
- Prüfstiftvorrichtung
- 22
- Anschluss
- 23
- Innenleiter
- 24
- Federeinrichtung
- 25
- Innengehäuse
- 26
- Außengehäuse
- 27
- Prüfstiftvorrichtung
- 28
- Kontaktabschnitt
- 29
- schräge Schraubenfeder
- 30
- schräge Schraubenfeder
- 31
- Prüfstiftvorrichtung
- 32
- Kontaktabschnitt
- 33
- schräge Schraubenfeder
- 34
- Prüfstiftvorrichtung
- 35
- Kontaktschnitt
- 36
- schräge Schraubenfeder
- 37
- schräge Schraubenfeder
- 38
- schräge Schraubenfeder
- 39
- schräge Schraubenfeder
- 40
- Windung
- 41
- Achse
- 42
- Prüfstiftvorrichtung
- 43
- Neigungswinkel
- 44
- Kontaktpartner
- 45
- Kontaktfläche
- 46
- Pfeil
- 47
- schräge Schraubenfeder
- 48
- Nut
- 49
- Kontaktabschnitt
- 50
- Aufnahmeraum
- 51
- Öffnung
- 52
- stirnseitiger Kontaktbereich
- 53
- Grundabschnitt
- 54
- Verbindungsabschnitt
- 55
- Einlass
- 56
- Einlass
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202018106154 U1 [0004]
- US 9267526 B2 [0005]
- DE 102017130015 B4 [0007]
