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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 an seinem freien Kolbenende mit einem Tastkopf gegenüber der Längsachse verschwenkbar verbunden ist, welcher 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. Je nach Art des elektrischen Prüflings ist das auch als Tastkopf bezeichnete freie Ende des elektrisch leitfähigen Kolbens unterschiedlich gestaltet. So ist seit längerem ein Federkontaktstift der Anmelderin bekannt, dessen elektrisch leitfähiger plattenförmiger Tastkopf über ein Kugelgelenk dreh- bzw. schwenkbar mit dem freien Ende des äußeren Kolbenbereiches verbunden ist. Dieser Federkontaktstift ist dazu geeignet, einen Flächenkontakt eines Prüflings in verschiedenen Winkellagen zu kontaktieren.
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Es sind auch Prüflinge bekannt, die eine rohrförmige metallische Kontaktfläche aufweisen, welche so in ein Gehäuse eingebaut ist, dass die rohrförmige Kontaktfläche nicht radial, sondern nur axial durch einen ringförmigen Spalt zugänglich ist. Zusätzlich kann die Stirnfläche der ringförmigen Kontaktfläche nach außen in einen in den Spalt hineinragenden ringförmigen, abschirmenden Vorsprung eingebettet sein, so dass der Zugang für einen Federkontaktstift nur axial unter sehr beengten Gegebenheiten möglich ist. Während des Kontaktierungsvorganges gleitet ein konventioneller Federkontaktstift am Vorsprung vorbei parallel zur metallischen Kontaktfläche. Da die Kontaktfläche auf Grund der Einbausituation im Prüfling nicht vertikal, wie konventionell üblich, ankontaktierbar ist, ist eine Kontaktierung parallel zur Kontaktfläche erforderlich. Die Kontaktsicherheit ist jedoch bedingt durch die parallele Ankontaktierung und den die rohrförmige Kontaktfläche abschirmenden Vorsprung sehr unsicher, weshalb bisher mehrere, auf einem gemeinsamen Umfang angeordnete Federkontaktstifte verwendet werden, die gleichzeitig zugeführt werden, so dass die Möglichkeit besteht, dass wenigstens ein Federkontaktstift die rohrförmige Kontaktfläche des Prüflings kontaktiert. Diese bekannte Lösung ist somit aufwendig, da mehrere Federkontaktstifte benötigt werden, und gleichwohl nicht zuverlässig.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Federkontaktstift zu schaffen, der bei beengten Einbausituationen eines elektrischen Prüflings eine zuverlässige seitliche Ankontaktierung ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Federkontaktstift der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Tastkopf im hinteren Bereich einen ringförmigen Anschlagbund aufweist, welcher von einer zweiten, außenseitig auf dem äußeren Kolbenbereich angeordneten Druckfeder beaufschlagt wird, wobei die zweite Druckfeder sich am Anschlagbund und an einem vom Anschlagbund in Längsrichtung beabstandeten ringförmigen Anschlag am äußeren Kolbenbereich abstützt, wobei der Anschlagbund bei Anlage an einer Fläche des Prüflings den Tastkopf entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder seitlich zum elektrischen Kontakt des Prüflings verschwenkt.
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Bei einem so gestalteten Federkontaktstift wird im Ausgangs- bzw. Normalzustand der Tastkopf so durch die zweite Druckfeder beaufschlagt, dass gegenüber der Längsachse keine Verschwenkung erfolgt. Während eines Kontaktierungsvorganges gleitet der Tastkopf ohne Berührung eines Vorsprunges des Gehäuses des Prüflings bis in den Bereich der zu kontaktierenden Kontaktfläche des Prüflings vorbei. Wenn bei der weiteren Zustellbewegung zwischen dem Federkontaktstift und dem Prüfling der hervorragende Anschlagbund des Tastkopfes an der Kante des Vorsprunges des Gehäuses des Prüflings anschlägt, wird wegen der vorhandenen Hebelwirkung der Tastkopf von der durch die zweite Druckfeder sichergestellten Ausrichtung in der Längsachsenrichtung gegen die Federkraft ausgelenkt und drückt in Richtung des rohrförmigen metallischen Kontaktes des Prüflings und stellt so einen sicheren elektrischen Kontakt her.
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Neben dieser sicheren Kontaktierung wird auch die Kontaktfläche des Prüflings nicht beschädigt, da keine schleifende Kontaktierung am metallischen Kontakt des Prüflings stattfindet. Wenn nach der Kontaktierung der Federkontaktstift wieder herausgezogen wird, drückt die zweite Druckfeder den Tastkopf wieder in die exakte axiale Lage.
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In konstruktiv bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Tastkopf im hinteren Bereich angrenzend an den Anschlagbund in einen hülsenförmigen Bereich übergeht, welcher außenseitig auf dem kugelförmig ausgebildeten freien Kolbenende des äußeren Kolbenbereiches verschwenkbar angeordnet ist.
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Dabei weist der hülsenförmige Bereich des Tastkopfes bevorzugt eine umlaufende Einbuchtung auf, welche das kugelförmig ausgebildete freie Kolbenende des äußeren Kolbenbereiches hintergreift.
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In bevorzugter weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Tastkopf zu seinem freien Ende hin querschnittlich ellipsenförmig ausgebildet ist. Eine solche olivenförmige Kontur des Tastkopfes ist bevorzugt für Anwendungen mit vorbeschriebenen Prüflingen vorgesehen. Bei abgewandelten Anwendungen kann der Tastkopf natürlich auch eine andere Kontur aufweisen.
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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 Seitenansicht eines Federkontaktstiftes,
- 2 einen Längsschnitt durch den Federkontaktstift,
- 3 das vordere Ende des Federkontaktstiftes mit nicht ausgelenktem Tastkopf,
- 4 das vordere Endes des Federkontaktstiftes mit ausgelenktem Tastkopf,
- 5 eine Seitenansicht eines auf einen Prüfling zugeführten Federkontaktstiftes vor der Auslenkung,
- 6 den Federkontaktstift nach 5 nach der Auslenkung,
- 7 eine perspektivische Darstellung der 5 und in
- 8 eine perspektivische Darstellung der 6.
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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. Das Gehäuse 2 weist beim Ausführungsbespiel am hinteren Ende ein Außengewinde 4 zum Einschrauben des Federkontaktstiftes 1 in eine nicht dargestellte Haltevorrichtung auf.
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Der innere Kolbenbereich 3a ist von einer diesen bereichsweise umgehenden ersten Druckfeder 5 beaufschlagt und wird von der ersten Druckfeder 5 gegen einen umlaufenden Endanschlag 6 des Gehäuses 2 gedrückt. Dieser Endanschlag 6 kann grundsätzlich beliebig gestaltet sein und wirkt mit einer Anschlagkante 7 am ersten Kolbenbereich 3a zusammen.
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Der innere Kolbenbereich 3a des Kolbens 3 geht einstückig in einen äußeren Kolbenbereich 3b über, der über das vordere Ende 2a des Gehäuses 2 aus dem Gehäuse 2 herausragt. Das freie Kolbenende 8 des äußeren Kolbenbereiches 3b ist gegenüber der Längsachse L verschwenkbar mit einem Tastkopf 9 verbunden. Dieser Tastkopf 9 weist im hinteren Bereich einen ringförmigen Anschlagbund 10 auf, welcher von einer zweiten, außenseitig auf den Kolbenbereich 3b angeordneten Druckfeder 11 beaufschlagt wird. Die zweite Druckfeder 11 stützt sich am Anschlagbund 10 und an einem vom Anschlagbund 10 in Längsrichtung beabstandeten ringförmigen Anschlag 12 am äußeren Kolbenbereich 3b ab.
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Zur verschwenkbaren Anlenkung des Tastkopfes 9 geht der Tastkopf 9 im hinteren Bereich angrenzend an den Anschlagbund 10 in einen hülsenförmigen Bereich 13 über, welcher außenseitig auf dem kugelförmig ausgebildeten freien Kolbenende 8 verschwenkbar angeordnet ist. Dabei weist der hülsenförmige Bereich 13 des Tastkopfes 9 eine umlaufende Einbuchtung 14 auf, welche das kugelförmig ausgebildete freie Kolbenende 8 des äußeren Kolbenbereiches 3b hintergreift.
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Der Tastkopf 9 ist beim Ausführungsbeispiel zu seinem freien Ende hin querschnittlich ellipsenförmig ausgebildet. Dieser dreidimensional olivenförmige Bereich ist mit 9a bezeichnet.
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In der Ausgangs- bzw. Normalposition des Federkontaktstiftes 1 (1 bis 3) ist der Tastkopf 9 durch die Kraft der zweiten Druckfeder 11 ohne Auslenkung bzw. Verschwenkung konzentrisch zur Längsachse L ausgerichtet. Wenn dagegen gemäß 4 auf den Anschlagbund 10 eine Kraft F ausgeübt wird, wird der Tastkopf 9 entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 11 um meinen Winkel α gegenüber der Längsachse L ausgelenkt.
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Dieser Funktionsmechanismus ist in den 5 bis 8 erläutert.
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In den 5 bis 8 ist ein allgemein mit 15 bezeichneter Prüfling dargestellt, der eine rohrförmige elektrische Kontaktfläche 16 aufweist, welche vom Federkontaktstift 1 bzw. dessen Tastkopf 9 ankontaktiert werden soll. Der Prüfling 15 ist der Übersichtlichkeit halber ohne sein umgebendes Gehäuse dargestellt, die linke Stirnseite der rohrförmigen elektrischen Kontaktfläche 16 ist in einen umlaufenden ringförmigen Vorsprung 17 aus Kunststoff oder einem anderen nicht elektrisch leitenden Material eingebettet, wobei der Vorsprung 17 integraler Bestandteil eines Trägers 18 ist. Dieser Vorsprung 17 ist von einem umlaufenden Spalt 19 umgeben, welcher von einer strichpunktiert angedeuteten Gehäusewandung 20 begrenzt ist. Dieser Spalt ermöglicht es, einen Federkontaktstift 1 bis in den Bereich der rohrförmigen elektrischen Kontaktfläche 16 zuzuführen. Bei der Zuführ- bzw. Zustellbewegung des Federkontaktstiftes 1 befindet sich zunächst der Tastkopf 15 in nicht ausgelenkter Lage (5 und 7). Wenn bei der Zustellbewegung der Anschlagbund 10 des Tastkopfes 9 an den Vorsprung 17 des Prüflings 15 anschlägt, wird der Tastkopf 9 entgegen der Kraft der zweiten Druckfeder 11 in Richtung zur rohrförmigen elektrischen Kontaktfläche 16 des Prüflings 15 ausgelenkt (6 und 8) und kontaktiert diese an.
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Nach dem Kontaktiervorgang wird der Federkontaktstift 1 in entgegengesetzter Richtung wieder aus dem Prüfling 15 herausgezogen, wodurch die zweite Druckfeder 11 den Tastkopf 9 wieder in die unausgelenkte Ausgangsposition bewegt.
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Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann je nach Form des Prüflings 15 der Tastkopf 9 auch eine andere Form aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Federkontaktstift
- 2
- Gehäuse
- 2a
- vorderes Ende
- 3
- Kolben
- 3a
- innerer Kolbenbereich
- 3b
- äußerer Kolbenbereich
- 3c
- hinteres Kolbenende
- 4
- Außengewinde
- 5
- erste Druckfeder
- 6
- Endanschlag
- 7
- Anschlagkante
- 8
- freies Kolbenende
- 9
- Tastkopf
- 9a
- ellipsenförmiger Bereich
- 10
- Anschlagbund
- 11
- zweite Druckfeder
- 12
- Anschlag
- 13
- hülsenförmiger Bereich
- 14
- Einbuchtung
- 15
- Prüfling
- 16
- rohrförmige Kontaktfläche
- 17
- ringförmiger Vorsprung
- 18
- Träger
- 19
- Spalt
- 20
- Gehäusewandung
- F
- Kraft
- L
- Längsachse
- α
- Winkel
