DE2657016A1

DE2657016A1 - Federnder kontaktbaustein fuer mess- und pruefzwecke

Info

Publication number: DE2657016A1
Application number: DE19762657016
Authority: DE
Inventors: Gustav Dipl Phys Dr Krueger
Original assignee: Feinmetall GmbH
Current assignee: Feinmetall GmbH
Priority date: 1976-12-16
Filing date: 1976-12-16
Publication date: 1978-06-22

Description

Federnder Kontaktbauestein für Meß- und Prüfzwecke
Die Erfindung betrifft einen federnden Kontaktbauestein für HeS- und Prü£zwecke, mit einer Hülse, in deren einer Ende ein Kontaktende zentriert und befestigt ist und in deren anderes Ende ein Kontaktkolben eingepaßt ist, der unter Verspannen einer in der Hülse angeordneten Schraubenfeder zum Kontaktende hin längsbeweglich ist und sich in Ausgangslage an einem Anschlag der Hülse abstützt.
Bei derartigen in der Praxis verwendeten Kontaktbauesteinen hat der Kontaktkolben in der Hülse eine einzige, zu seiner Längsführung dienende Lagerstelle. Zwischen der Stirnfläche des Kontaktkolbens und du in der Hülse befestigten rontaktende ist eine Schraubenfeder verspannt.
Solche Kontaktbauesteine dienen zur vorübergehenden Herstellung von elektrischen Verbindungen und werden beispielsweise zur Prüfung von elektrischen Leiterplatten benötigt, die eine Vielzahl von elektronischen Schaltelementen enthalten. Hicrbei wird der Prüfstrom in die Spitze des rontaktkolbens eingeleitet und fließt über den kolben, die Hülse und Schraubenfeder zum Kontaktende, von wo er über eine Steckhulse mit rabel zu weiteren Bauelementen oder Prürgeriten weitergeleitet wird.
Um eine einwandfreie und verläßliche Prüfung durchführen zu können, ist es erforderlich, den Übergangswiederstand Re des Kontaktbauesteins möglichst gering zu halten. Dazu ist es aber gemle der Gleichungt Re - Übergangswiderstand c I ronstante F = Kontaktkraft nötig, die Kontaktkraft möglichst groß zu machen, die bei den bekannten Kontaktbauestein durch die rratt der Schraubenfeder aufgebracht vird.
Für die Federkraft gilt die Gleichung: d I Drahtdurchmesser G I Schubmodul 5 r Federweg Da s mittlerer Windungsdurchmesser if I Anzahl der federnden Windungen I Schubspannung k . 1 bis 1,4 Zu berücksichtigen ist außerdem, daß die mit der Feder aufbringbare Kraft begrenzt ist durch die maximal zulässige Schubspannung raax Um beide Bedingungen erfüllen zu können, muß die Feder und damit der Federweg möglichst lang gemacht werden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, unter Ausnutzung dieser Erkenntnis den bekannten rontaktbaustein unter Beibehaltung seiner Gesamtlänge konstruktiv so umzugestalten, daß in eine Hülse mit vorgegebenen gleichbleibenden Abmessungen eine längere Schraubenfeder einbaubar ist, die eine höhere Kontaktkraft und eine Verringerung des Übergangswiderstandes erbringt. Weiterhin soll entsprechend dem nun verlängerten Hub des Kontaktbauestein eine verbesserte Lagerung des rontaktkolbens in der Hülse erreicht werden, um auch bei einer hohen Lastwechselzahl, von beispielsweise einer Hillion, die Abweichung der ausgefahrenen Xontaktkolbenspitze von der Mittellage kleiner als etwa o,o6 - zu halten Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der tontattkolben in der Hülse zwei räumlich voneinander getrennte Führungs-Lagerstellen aufweist, zwischen denen sich die Feder mit mindestens einem Teil ihrer Lange erstreckt. Zweckmäßigerweise ist der kolben an der einen Seite der Hülse mit einem Lagerbund geführt, durchragt mit einem hierzu im Durchmesser abgesetzten Stiftfortsatz die Schraubenfeder und ist am freien Ende des Stiftfortsatzes in einer zentrischen Bohrung des Kontaktendes gelagert. Da der Lagerbund infolge der zusätzlichen zweiten Lagerstelle recht schmal ausgeführt werden kann, wird die Einbaulänge der Feder vergrößert. Zugleich wird durch die zweifache Lagerung die Seitenführung des kolbens entscheidend verbessert und somit eine höhere störungsfreie Lastwechselzahl erreicht.
Die Schraubenfeder wird durch den Stiftfortsatz innen e£tihrt. Dadurch wird das Ausknicken der Schraubenfeder und ein damit verbundener vorzeitiger Verschleiß der Hülse, die üblicherweise aus einer Kupferlegierung gefertigt ist, vermieden. Der Stiftorsatz schafft außerdem eine zusätzliche Strombrücke und trägt damit ebenfalls zu der gewünschten Verminderung des Übergangswiderstandes des Kontaktbauesteins bei.
Der Kontaktbauestein ist in eng gedrängte Kontaktbauweise herstellbar.
Man kommt mit einer Mindestzahl von Einzelteilen aus; eine zusätzliche Überwurfhülse ist entbehrlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert.
Der Kontaktbauestein besteht aus einer Hülse 1, die ein rontaktende 2, einen Kontaktkolben 3 und eine Schraubenfeder 4 unmantelt. Die Hülse 1 ist in eine Ringnut 3 des rontaktendes 2 eingerollt und hält es dadurch formschlüssig fest. Auf den aus der Hülse 1 herausragenden, geschlitzten Kugelkopf 6 des Kontaktendes 2 läßt sich eine Steckhülse mit kabel (nicht gezeichnet) anbringen, die den Kontaktbauestein an weitere elektrische Bauelemente oder an Prüfgeräte anschließt.
Der Kontaktkolben 3 ist in zwei Führungs-Lagerstellen 7 und 8 der Hülse 1 geführt. Er besteht aus einer Kontaktspitze 9, eines in die Hülse 1 mit Spiel eingepaßten Lagerbund 10 und einem dazu im Durchmesser abgesetzten Stitttortsatz-11, dessen freies Ende zentrisch durch die Schraubenfeder 4 durchgeführt und in eine Bohrung 12 des Kontaktendes 2 gleitfähig eingepaßt ist. Die zwischen dem tontaktende 2 und dem Lagerbund 10 des Kontaktkolbens verspannte Schraubenfeder 4 legt den Kontaktkolben an den Boden 13 der Hülse 1 an.
Bei Benutzung des Kontaktbauesteins zur Prüfung eines elektrischen Schaltelements wird die Kontaktspitze 9 an das Schaltelement engedrückt. Hierbei wird der Kontaktkolben 3 unter weiterer Verspannung der Schraubenfeder 4 vor Boden 13 der Hülse 1 abgehoben und soweit zum Kontaktende 2 hin verschoben, bis eine genügend hohe Kontaktkraft und damit ein ausreichend geringer Übergangswiederstand von der Kontaktspitze 9 zum Schaltelement erreicht ist.
Die nachfolgende Tabelle gibt einen Vergleich der erfindungsgemäßen Konstruktionsdaten mit den bisher erreichbaren Werten, wobei der Außendurchmesser der Hülse jeweils etwa 1 e, der Innendurchmesser etwa op, beträgt.
bisher erfindungsgemäß Gesamtlänge des Kontaktbauteils 33,0 mm 33,0 mm Länge der Hülse 23,4 mm 23,4 mm Gesamtlänge der Kolbenführung 9,6 mm 16,0 mm Seitliches Kolbenspiel (relativ) 100 % 60 % Federkraft Vorspannung 44,2 p 93,5 p Feder-Endkraft 204,0 p 201,0 p kolbenweg 5,1 mm 5,1 m Platz für Feder in axialer Richtung 11,4 mm 15,3 mm.
Da die Federendkraft in beiden Fällen etwa gleich groß, die Anfang«-kraft bei der erfindungsgemäßen Konstruktion aber weit höher ist als bei den bisher bekannten Kontaktbauesteinen, ist der Verlauf der Federkannlinie in gewünschter Weise viel flacher als bisher Das hat den Vorteil, daß gleich zu Beginn der Bewegung des Iontaktkolbens eine hohe Kontaktkraft zur Verfügung steht, ohne daß die Flächenbelastung und Abnutzung der Kontaktspitze höher wäre als bisher. Die größere lontaktkraft erbringt eine Verringerung des Übergangswiderstandes und daher eine Verbesserung der meßtechnischen Qualität des Kontaktbausteines.
Zur weiteren Verminderung des Übergangswiderstandes dient der 8tiftfortsatz 11 des Kontaktkolbens 3, der aus einem gut leitfähigen Material besteht und mit einem Material höherer Leitfähigkeit, beispielsweise Silber, überzogen ist.
Patentansprüche

Claims

PatentansprUche 1.Federnder Kontaktbaustein ftlr Meß- und Prüfzwecke, mit einer HUlse, in deren einem Ende ein rontaktende zentriert und befestigt ist und in deren anderes Ende ein rontaktkolben eingepaßt ist, der unter Verspannen einer in der Hülse angeordneten Schraubenfeder zum rontaktende hin längsverschieblich ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rontaktkolben (3) in der Hülse (1) zwei räumlich voneinander getrennte Führungs-Lagerstellen (7, 8) hat, zwischen denen sich die Schraubenfeder (4) iit mindestens einem Teil ihrer Länge erstreckt.
2. Kontaktbauestein nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die eine Führungs-Lagerstelle (7) des Kontaktkolbens (3) in einer zentrischen Bohrung (12) des rontaktendes (2), die andere Ftlhrungs-Lagerstelle (8) am anderen Ende der HUlse (1) angeordnet ist, wobei die Schraubenfeder (4) in ihrer ganzen Länge zwischen den beiden Führungs-Lagerstellen (7, 8) verspannt ist.
3. Kontaktbauestein nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der rontaktkolben (3) mit einer rontaktspitze (9) aus der Hülse (1) ker-usragt, iit einem Lagerbund (10) al Boden (13) der HUlse (1) federnd anliegt und in ihr geführt ist sowie mit einem im Durchmesser abgesetzten Stiftfortsatz (11) die Schraubenfeder (4) durchgreift und im Kontaktende (2) gelagert ist.
4. rontaktbaustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stiftfortasatz (11) aus elektrisch gut leitendem Material gefertigt und/oder damit beschichtet ist.