DE2112107A1

DE2112107A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Pruefen von Kontaktfedern

Info

Publication number: DE2112107A1
Application number: DE19712112107
Authority: DE
Inventors: Roland Haefele
Original assignee: Bull GmbH
Current assignee: Bull GmbH
Priority date: 1971-03-13
Filing date: 1971-03-13
Publication date: 1972-09-21
Also published as: FR2130176A1; DE2112107C3; DE2112107B2

Description

HONEYWELL BULL GmbH . Offenbach am Main,

den 12. März 1971

Pat. 07-0193

"Vorrichtung und Verfahren zum Prüfen von Kontakt federn

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer nebeneinander fest eingespannter Kontaktfedern. A

In Geräten der elektrischen Nachrichtentechnik sowie der elektronischen Datenverarbeitung werden in großem Umfang gedruckte Schaltungen eingesetzt, wobei die einzelnen Leiterplatten an ihren Kanten mit ebenfalls aufgedruckten Anschlußkontakten ver-.sehen sind, welche zwecks elektrischer Verbindung der gedruckten Schaltung mit anderen Teilen des Gerätes in Kontaktfederleisten oder Kontaktfederblocke eingesetzt werden. Für eine gute und dauerhafte Kontaktgabe zwischen den Kontaktfedern und den Kontaktbahnen der eingesetzten Leiterplatte ist es wichtig, daß die Kontaktfedern mit einem vorgegebenen Mindestdruck auf den Kontaktbahnen aufliegen. Das gleiche gilt auch bei elektrischen Mehrfachsteckern und Steckerleisten. Die Erfindung befaßt " sich in erster Linie mit der Prüfung solcher Kontaktfedern in Kontaktfederleisten und Kontaktfederblocken, kann jedoch auch bei reihenweise zu prüfenden Einzelfedern mit Vorteil eingesetzt werden, sofern diese Federn nebeneinander in einer Prüfvorrichtung fest eingespannt werden.

Bei Kontaktfederblocken, wie sie in verschiedenen Geräten der elektronischen Datenverarbeitung eingesetzt werden, hat man bisher die Federkraft der einzelnen Kontaktfedern dadurch überprüft, daß man die Feder durch Einführen einer Lehre in den Kontaktschlitz des Blockes um einen vorgegebenen Betrag vorge-

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spannt und dann mittels einer Federwaage die Kraft gemessen hat, welche erforderlich ist, um die Lehre aus dem Kontaktschlitz herauszuziehen. Hier wird die Federkraft der Kontaktfeder nicht unmittelbar, sondern nur die durch die Federkraft hervorgerufene Reibung zwischen der Lehre einerseits und der Kontaktfeder und dem Gehäuse des Kontaktblocks andererseits gemessen. Es ist ersichtlich, daß di.ese Messung nicht nur vom Kontaktdruck der Kontaktfeder, sondern im gleichen Maße vom Reibungskoeffizienten zwischen den aneinander liegenden Flächen, also insbesondere von deren Rauhigkeit und ihren Materialeigenschaften, abhängt. Reproduzierbare Meßergebnisse lassen sich auf diese V/eise kaum erhalten. Das gleiche gilt für eine Methode, bei welcher man die Lehre von unten her in den Kontaktschlitz einführt und das Gewicht der Lehre so bemißt, daß die Lehre bei Unterschreiten des Mindestkontaktfederdruckes aus dem Kontaktschlitz herausfällt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine zuverlässig arbeitende und gleichzeitig die Überprüfung mehrerer Kontaktfedern ermöglichende Prüfvorrichtung zu schaffen, welche reproduzierbare Meßergebnisse liefert und möglichst einfach aufgebaut ist.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Weitere Ausgestaltungen der Prüfvorrichtung sowie ein Verfahren zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer nebeneinander fest eingespannter Kontaktfedern auf die Einhaltung eines vorgegebenen Mindest-Kontaktdruckes mittels einer solchen Prüfvorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel Bezug genommen. Hierbei zeigt

Figur 1 im oberen Teil die Prüfvorrichtung und im unteren

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Teil einen Kontaktfederblock in Ansicht und Teilschnitt,

Figur 2 einen Schnitt durch die Prüfvorrichtung sowie einen Teil des Kontaktfederblocks längs der Schnittlinien II - II in Figur 1,

Figur 3 einen Schnitt durch die Prüfvorrichtung längs der Schnittlinie III - III in Figur 1 und

Figur ^ das Schaltbild einer elektrischen Anzeigevorrichtung, welche in Verbindung mit der Prüfvorrichtung eingesetzt werden kann.

Das Gehäuse der Prüfvorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Teilen 1 und 2, welche durch zwei Schrauben 3 zusammengehalten sind. Innerhalb des Gehäuseteils 1 sind aus diesem unten herausragend auf Stiften k die Zwischen-hebel 5 gelenkig gelagert. Zentrierstifte 6 sorgen zusammen mit entsprechenden Aussparungen in dem die Kontaktfedern k8 aufweisenden Anschlußblock Ί7 dafür, daß die Kontaktfedern ^8 des Anschlußblocks *J7 beim Ansetzen der Prüfvorrichtung auf der abgeschrägten Fläche 15 der Zwischenhebel 5 entlanggleiten und hierdurch entsprechend der Dicke der Zwischenhebel 5 um einen bestimmten Betrag vorgespannt v/erden.

Zwischen den beiden Gehäuseteilen 1 und 2 sind eine der Anzahl ä der Kontaktfedern bzw. Zwischenhebel entsprechende Anzahl von elektrischen Kontakten 7 jeweils zwischen zwei Isolierstoffplatten 8 eingespannt und voneinander isoliert. Sie sind an ihren in Figur 2 oberen Enden über Leitungen mit den Kontakten 9 einer Anschlußplatte verbunden, an welche die Anzeigelampen einer zur Prüfvorrichtung gehörenden Anzeigevorrichtung angeschlossen werden können. Der die Anschlußleitungen 10 aufnehmende Hohlraum im Gehäuseteil 1 ist nach außen hin durch eine Platte 11 verschlossen , die mittels der Schrauben 12 auf dem Gehäuseteil 2 aufgeschraubt ist. Die Kontaktfedern 7 ragen

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mit ihrem freien Ende 17 in den Schwenkbereich der Zwischenhebel 5 hinein. Die Lage der freien Enden 17 ist einstellbar. Hierzu dient je eine jedem Kontakt 7 zugeordnete Einstellschraube 13, die in einer Gewindebohrung 14 des Gehäuseteils 2 verstellbar ist. Die Einstellschraube besteht entweder aus Kunststoff oder weist zumindest an ihrem an dem elektrischen Kontakt 7 anliegenden Ende einen isolierenden Kunststoffüberzug auf.

An jedem der Zwischenhebel 5 greift ein hydraulisch verschiebbarer Druckkolben 18 an» Der Raum hinter jedem der Druckkolben steht mit einem gemeinsamen Druckmittelkanal 19 in Verbindung, welcher sich, bezogen auf Figur 1, über die gesamte Breite des Gehäuseteils 1 erstreckt. Zweckmäßig ist dieser gemeinsame Druckmittelkanal durch eine Durchgangsbohrung gebildet, die an den Enden durch Verschlußschrauben abgedichtet ist. Als Druckmittel dient vorzugsweise eine plastisch verformbare Masse, wie sie beispielsweise unter den Handelsnamen Mipclam oder PVC 5319 erhältlich sind. Die Verwendung einer solchen plastisch verformbaren Masse als Druckmittel vereinfacht die Abdichtung der mit Druckmittel gefüllten Öffnungen nach außen hin wesentlich. Zum Einstellen des· Druckes im Druckmittelkanal 19 dient ein Einstellkolben 20, welcher über einen Gewindestift 21 in der mit dem Druckmittelkanal 19 in Verbindung stehenden Bohrung 22 auf- und niedergeschraubt werden kann. Zu diesem Zweck ist der Gewindestift 21 mit einem Rändelknopf 23 und der obere Teil der Bohrung 22 mit einem Gewinde 24 versehen.

Aus der Unterseite der Prüfvorrichtung ragen ferner vier Abstütz-· winkel 25 heraus, welche fest in den Gehäuseteil 1 eingesetzt sind und welche sich bei aufgestecktem Anschlußblock 47 an dessen Flächen 49 abstützen, um für den Anschlußblock ein die auf die Kontaktfedern 48 einwirkende Kraft der Druckkolben 18 aufnehmendes Widerlager zu bilden.

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An den gemeinsamen Druckmittelkanal 19 ist ferner die in Figur 3 wiedergegebene Druckanzeigevorrichtung angeschlossen. Sie enthält einen weiteren Druckkolben 26, welcher auf einen gegen die Kraft einer Feder 27 verstellbaren Schieber 28 einwirkt. In den Hubbereich des Schiebers 28 ragt ein weiterer elektrischer Kontakt 29 hinein, der ebenso wie die Kontakte 7 mittels einer Einstellschraube 30 verstellbar ist. Die Feder 27 stützt sich einerseits am Schieber 28 und andererseits an einer im Gehäuseteil 2 verstellbaren Einstellschraube 31 ab.Der/ragt mit einem Ansatz 32 durch eine zentrale Bohrung der Einstellschraube 31 hindurch nach außen. Am freien Ende des Ansatzes 32 ist eine öse 33 zum Einhängen einer Federwaage vorgesehen. Hiermit kann die Vorspannung der Feder 27 eingestellt werden. Der elektrische Kontakt 29 ist über eine weitere Anzeigelampe an eine Stromquelle angeschlossen.

Figur H zeigt die Schaltung einer zur Prüfvorrichtung zugehörigen Anzeigevorrichtung. Jeder der Zwischenhebel 5a bis 5*" ist elektrisch infolge seiner Lagerung auf einem Stift 4 mit dem Gehäuseteil 1 verbunden. Die den einzelnen Zwischenhebeln gegenüberstehenden elektrischen Kontakte 7a bis 7r sind elektrisch voneinander isoliert und an je eine Anzeigelampe 35a bis 35r angeschlossen. Eine Batterie 37 ist einerseits an das Gehäuse 1 und andererseits an die miteinander verbundenen Anschlüsse der Anzeigelampen 35a bis 35r angeschlossen.

Eine weitere Anzeigelampe 36 ist in der Druckanzeigevorrichtung

einerseits an die Batterie 37 und andererseits an den elektrischen Kontakt 29 angeschlossen, während der Schieber 28 über den. Gehäuseteil 2 mit dem Gehäuseteil 1 und damit auch dem anderen Pol der Batterie elektrisch verbunden ist. Selbstverständlich kann anstelle einer Batterie auch jede beliebige andere Stromquelle verwendet werden. Sobald einer der Zwischenhebel 5a bis 5r einen der Kontakte 7a bis 7r oder der Schieber 28 den Kontakt 29 berührt, leuchtet die entsprechende Signallampe auf.

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Im folgenden wird die Verwendung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer nebeneinander fest eingespannter Kontaktfedern auf die Einhaltung eines vorgegebenen Mindest-Kontaktdruckes erläutert. Die Kontaktfedern 48 sind hierbei in einen Anschlußblock 47 eingesetzt, wie er beispielsweise der Verbindung gedruckter Schaltungen mit anderen Geräteteilen datenverarbeitender Geräte dient. Die Kontaktfedern 48 haben zu diesem Zwecke Verlängerungen 41, welche in Form viereckiger Stäbe aus der Rückseite des Anschlußblockes 47 herausragen und nach dem bekannten Wire-Wrap-Verfahren mit Anschlußdrähten verbunden werden.

Beim Ansetzen der.Prüfvorrichtung auf den Anschlußblock 47 sorgen die Stifte 6 beim Hineingleiten in die Aussparungen 46 für die erforderliche Führung. Die Prüfvorrichtung wird soweit auf den Anschlußblock 47 geschoben, bis seine Deckfläche 42 an der Grundfläche 34 der Prüfvorrichtung anliegt. Dabei gleiten die Enden der Kontaktfedern 48 über die Schrägfläche 15 der Hebel 5 und werden somit um den Betrag der Dicke der Hebel 5 vorgespannt.

Zuvor sind mittels der Einstellschrauben 13 die elektrischen Kontakte 7» welche beispielsweise aus einem Stück Bandstahl bestehen, alle derart vorgespannt worden, daß ihre Enden 17 alle im gleichen Abstand von der Anlagefläche 38 für die Zwischenhebel 5 stehen. Zu diesem Zweck werden zunächst die Einstellschrauben 13 soweit wie möglich zurückgedreht, dann eine dem gewünschten Abstand zwischen dem Ende 17 des elektrischen Kontaktes 7 und der ihm gegenüberstehenden Fläche 39 des Zwischenhebels 5 entsprechende Lehre eingeschoben. Der Abstand zwischen der Anlagefläche 38 und dem Ende 17 des elektrischen Kontakts entspricht derjenigen Verformung der Kontaktfeder 48 im Betrieb, bei welcher ein bestimmter vorgegebener Kontaktdruck gewährleistet sein muß. Sodann wird die Einstellschraube 13 soweit eingeschraubt, bis der Kontakt 7 an der erwähnten

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Lehre anliegt und somit die zugehörige Anzeigelampe 35 aufleuchtet. Auf diese Weise werden sämtliche elektrischen Kontakte 7a bis 7r eingestellt.

Vor der eigentlichen Prüfung der Kontaktfedern muß dann noch der bei der gewünschten Verformung erforderliche Mindest-Kontaktdruck an der Prüfvorrichtung eingestellt werden. Hierzu dient die in Figur 3 gezeigte Druckanzeigevorrichtung. Der elektrische Kontakt 29 dieser Vorrichtung ist zunächst in der gleichen Weise wie zuvor die Kontakte 7 derart eingestellt worden, daß der Schieber 28 dann an den Kontakt 29 anlegt, wenn der Druck im Druckmittelkanal 19 gerade so hoch ist, daß er der Mindestkraft einer Kontaktfeder entspricht. Diese Mindestkraft wird unter Zuhilfenahme einer Federwaage mittels der Einstellschraube 31 die Vorspannung der Feder 27 derart eingestellt, daß beim Schließen des Kontaktes 28,29 auf den Schieber 28 gerade eine dem gewünschten Kontaktdruck entsprechende Kraft von der Feder 27 ausgeübt wird. Diese Einstellung erfolgt jedoch nur einmal beim Abgleich der Prüfvorrichtung und bleibt dann erhalten.

Beim eigentlichen Prüfvorgang für die Kontaktfedern wird die Prüfvorrichtung, wie erwähnt, soweit an den Anschlußblock 47 herangeschoben, daß seine Deckfläche 42 an der Bodenfläche 34 der Prüfvorrichtung anliegt. Hierbei sind die Kontaktfedern 48 durch die Hebel 5 um einen bestimmten Betrag vorgespannt worden. Sodann wird durch Drehen des Rändelrades 23 der Druck im Druckmittelkanal 19 langsam erhöht. Hierdurch verschieben sich die Kolben 18, drücken die Hebel 5 von der Anlagefläche 38 weg und nehmen die in Figur 2 gezeichnete Lage ein. Dabei werden gleichzeitig die Kontaktfedern 48 in zunehmendem Maße gespannt. Um zu verhindern, daß dabei der Anschlußblock 47 seine Lage ändert, liegen dessen Abstützflächen 49 an den in den Gehäuseteil 1 eingesetzten Abstützwinkeln 25 an. Je nach der Federsteifigkeit der Kontaktfedern 48 werden diese bei einem bestimmten Druck im Kanal 19 mehr oder weniger durchge-

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bogen. Sobald die Durchbiegung soweit geht, daß der Zwischenhebel 5 am elektrischen Kontakt 7 anliegt, leuchtet die zugehörige Signallampe 35 auf. Die Druckerhöhung im Kanal 19 wird solange vorgenommen, bis der Schieber 28 der Druckanzeigevorrichtung am zugehörigen Kontakt 29 anliegt. Dies ist der Zeitpunkt, welcher einerseits dem Erreichen der vorgegebenen Betriebsverformung der Kontaktfeder und andererseits dem bei dieser Verformung geforderten Mindest-Kontaktdruck entspricht. Alle Kontaktfedern, welche diesen Mindest-Kontaktdruck nicht erreichen, werden schon bei geringeren Drücken im Druckmittelkanal 19 soweit verformt, daß der zugehörige Zwischenhebel 5 sich gegen den elektrischen Kontakt 7 legt. Die diesen schacheren Kontaktfedern zugeordneten Signallampen leuchten also bereits auf, ehe die Signallampe 36 anspricht. Somit lassen sich alle Kontaktfedern gleichzeitig in einem Arbeitsgang überprüfen und das Ergebnis wird durch die vor der Lampe 36 aufleuchtenden Signallampen angezeigt.

Die Erfindung kann nicht nur zur Prüfung von Kontaktfedern in Anschlußblocks, sondern auch in beliebigen anderen Arten von Kontaktfederleisten verwendet werden. Darüberhinaus können mit der Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung auch löse Kontaktfedern geprüft werden, wenn diese für die Prüfung in eine Vorrichtung eingespannt werden. Anstelle einer Signallampe 36 zum Erzeugen eines beim Erreichen des vorgegebenen Mindestdruckes erscheinenden Signal kann auch ein den Druck fortlaufend anzeigendes Instrument oder ein akküstischer Signalgeber verwendet werden. Vor dem nächsten Prüfvorgang, ist das Druckmittel durch Zurückschrauben des Einstellkolbens 20 zu entlasten.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer nebeneinander fest eingespannter Kontaktfeder^ da durch g e kennseichne. tj) daß an jeder Kontakt feder (48) direkt oder über einen Zwischenhebel (5) ein hydraulisch verschiebbarer Druckkolben (18) angreift_s daß der Raum hinter jedem der Druckkolben mit einem, gemein- samen Druekmitte!kanal (19 5 in Verbindung steht wid mit einem Druckmittel gefüllt ist,

daß auf den Druekmitte!kanal einwirkend eine Druckeinsteilvorrichtung (20,21) vorgesehen sowie an den Druckmittelkanal eine Druckanzeigevorrichtung (28_s29i36) angeschlossen ist, daß in den Weg jeder der von den Druckkolben beaufschlagten Kontaktfedern oder jedes Zwischenhebels ein elektrischer Kontakt (7) hineinragt

und daß jeder der voneinander isoliert angeordneten elektrischen Kontakte einerseits und die zu prüfenden Kontaktfedern oder die Zwischenhebel oder das die Druckkolben umschließende Gehäuse (1₅2) andererseits über je eine Anzeigelampe (35) an eine gemeinsame Stromquelle (37) angeschlossen sind. |

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenhebel (5) kippbar im Gehäuse (-1,2) der Prüfvorrichtung gelagert sind.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinstellvorrichtung aus einem verstellbaren Einstellkolben (20) besteht.

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Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a durch gekennzeichnet, daß die Druekanzeigevorrichtung einen durch einen weiteren unter ösis Einfluß des Druckmittels ins Druekmittelkanal (19) stehenden Dr-uokkolben (26) gegen o.Ie Kraft einer Feder³ (27) verstellbaren Schieber (28} soris einen in össssn H übt· sr ei eh hinein™ ragenden weiterer- slektmischen Konfcsirt ''23* s::tnäl"_r welcher üb sr sins ifsiteifSs /Lnseigslasipe (3β) ~ii eis it-r^re-rvrsLLs (37)

i: s η η 2 e i e an st, äbä die ¥oi"3i7-s.:::-rans

kenKizeicferiet«, daß die Pedsr (£?} sish einerseits am Schieber (2S) und andererseits an einer In: Qehätise (I_S2) verstellbaren Einstellschraube (31) abstütst und daS ein

, . de§ Schiebers . _ .

Ansäts C32)4 vorzugswexse aurch eine zentrale 3onr-ang aer Einstellschraube hindurch_s aus dem Sehäuse (I₅2) nach außen ragt und eine öse (33) oder dgl, zum Einhängen

einer Federwaage aufweist.

.7. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis S₃ dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der elektrischen Kontakte (7_S29) im Weg der Kontaktfedern bzw. Zwischenhebel (5) und des Schiebers (28) einstellbar ist.

8. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7» d a - durch gekennzeichnet, daß als Druckmittel eine plastisch verformbare Masse dient.

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Verfahren zum gleichzeitigen Prüfen mehrerer nebeneinander fest eingespannter Kontaktfedern auf die Einhaltung eines vorgegebenen Mindest-Kontaktdruckes mittels einer Prüfvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8,dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfedern beim Ansetzen der Prüfvorrichtung durch Teile des Gehäuses oder durch die Zwischenhebel um einen vorgegebenen Betrag gespannt werden, daß danach mittels der Druckeinstellvorrichtung der Druck im Druckmittelkanal fortlaufend erhöht wird und hierdurch die Kontaktfedern weiter gespannt werden und daß die Druckerhöhung beendet wird, sobald die Druckanzeigevorrichtung das Erreichen des Mindest-Kontaktdruckes anzeigt, wobei alle diejenigen Anzeigelampen leuchten, deren zugeordnete Kontaktfeder den Mindest-Kontaktdruck nicht erreichen, sondern schon bei einem geringeren Kontaktdruck bis zum Schließen des elektrischen Kontaktes verformt wurde.

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