DE2941886C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Kontaktdruckes von in Federleisten eingebetteten Kontakt­ federn für elektrische Steckverbindungen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine solche Vorrichtung ist aus der Zeitschrift VDI-Z. 118 (1976), Nr. 13/14, Juli, S. 626 bis 627 bekannt.

Die Kraft, mit der eine Kontaktfeder auf ihr Gegenstück drückt, beeinflußt sehr wesentlich die Güte eines Stromkreises. Der Übergangswiderstand einer Kontaktstelle wird nämlich vom Kontaktdruck mitbestimmt. Es ist daher wichtig, für jeden Anwendungsfall den jeweils optimalen Kontaktdruck richtig einzustellen.

Bei häufig zu bewegenden Kontakten (beispielsweise Relaiskontakten) wird diese Einstellung meist durch Justieren vorgenommen und dann mit Hilfe einer Federwaage kontrolliert. Diese Methode ist jedoch sehr zeitaufwendig, damit lohnintensiv und deshalb teuer.

In der Zeitschrift VDI-Z. Nr. 13/14 vom Juli 1976 ist auf den Seiten 626 und 627 ein speziell für das Messen von Kontaktkräften entwickelter Meßwandler beschrieben. Dieser Meßwandler hat eine aus Hartmetall bestehende Meßspitze, die in die Kontakt­ öffnungen eines Steckverbinders eingeschoben werden kann. Im Meßwandler befindet sich ein Hebelsystem zum Verstärken der Kontaktkraft, wobei dieses Meßsignal in eine Dehnungs-Meßstrecke eingeleitet wird. Mit einem Miniatur-Dehnungsmeßstreifen wird ein dem Kontaktdruck proportionales elektrisches Signal erzeugt. Gegenüber einer Kontaktwaage, die mechanisch durch Zeiger betätigt wird, bietet ein derartiger Meßwandler den Vorteil, daß der Kontaktdruck ummittelbar digital angezeigt, abgelesen oder ausgewertet werden kann. Da dieser Meßwandler jedoch nur eine Kontaktspitze besitzt, kann bei jedem Meßvorgang nur eine einzige Kontaktfeder kontrolliert werden, wobei wie aus der Abbildung ersichtlich ist, dieser Vorgang in Handarbeit ausgeführt wird und damit insbesondere für eine Massenprüfung unzumutbare Kosten verursachen würde.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung anzugeben, mit der es möglich ist, große Mengen von Federleisten jeweils in einem Arbeitsgang automatisch zu prüfen, wobei dennoch der Kontaktdruck einer jeden einzelnen Kontaktfeder erfaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 durch die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruches 1 gelöst.

Mit dieser Vorrichtung lassen sich alle Kontaktfedern, die in einer Reihe einer Federleiste angeordnet sind, nahezu gleichzeitig prüfen. Es ist dabei nicht erforderlich, einen Meßfühler einzeln an die Kontaktfedern heranzuführen, sondern die Federleiste wird insgesamt getestet. Dabei lassen sich entsprechend den weiteren Ausbildungen der Erfindung die Federn mit dem minimalen, bzw. dem maximalen Kontaktdruck feststellen. Wenn diese noch innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen, ist auch der Druck aller übrigen Federn in Ordnung. Damit kann ein erheblicher Zeitgewinn erzielt werden, womit es möglich ist, eine 100%-Prüfung automatisch und damit preiswert durchzuführen.

Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen die Vorrichtung näher beschrie­ ben. Es zeigt

Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsge­ mäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine Detailzeichnung der jedem Meß­ punkt zugeordneten Druckkammer,

Fig. 3 ein Prinzipschaltbild für die Ge­ winnung des Meßergebnisses.

Die zu prüfende Federleiste 10 wird, wie in Fig. 1 dargestellt, in die Einspannvorrichtung 9 gelegt und fixiert. Die am Hebel 3 befindlichen Prüfstifte 2 berühren dann leicht alle zu prüfenden Kontaktfe­ dern 1. Wenn nun über die Druckzuleitungen 7 Druck­ luft zugeführt und dabei der Druck allmählich er­ höht wird, bewegen sich die Kolben 4 gegen die He­ bel 3. Beim Erreichen des Kontaktdruckes einer Fe­ der beginnt sich der dieser Feder zugeordnete He­ bel 3 mit wachsendem Druck von der Oberfläche des Antriebsblockes 11 abzuheben. Dabei wird die dem Hebel zugeordnete Druckkammer 5 freigegeben, so daß die darin befindliche Druckluft entweichen kann.

Die Druckkammer 5 ist mit einer Düse 13 von der Druckzuleitung entkoppelt, so daß der Druckabfall in der Druckkammer sich nicht auf die Zuleitung auswirken kann. In der Fig. 2 ist das Ausführungsbei­ spiel einer solchen Entkopplungsdüse in vergrößer­ tem Maßstab dargestellt.

Der an die Druckkammer angeschlossene, jeder Kon­ taktfeder zugeordnete Druckluftschalter 6 betätigt aufgrund des Druckabfalles seinen Kontakt und gibt damit ein Signal, das anzeigt, daß der Kontaktdruck der betreffenden Kontaktfeder erreicht wurde.

Mit diesem Signal wird entsprechend der vorgewählten Stellung des Einstellschalters E (Fig. 3) das Schalt­ mittel S betätigt. Dieses Schaltmittel unterbricht die Verbindung zwischen dem an der gemeinsamen Druck­ zuleitung 7 angeschlossenen Meßwertgeber P/U und dem Meßgerät M. Der im Meßgerät gespeicherte und zur An­ zeige gebrachte Meßwert ändert sich dann nicht mehr.

Mit dem Einstellschalter E läßt sich bei der Einstel­ lung auf den Punkt min der Kontaktdruck der schwächsten Kontaktfeder erfassen. Über ein n-fach ODER-Gatter OG werden die von den Schaltern kommenden Signale so ver­ knüpft, daß das erste bei steigendem Druck ankommende Signal den Anzeigewert festhält. Dieser Anzeigewert entspricht dem Kontaktdruck der schwächsten Feder.

Bei Einstellung des Schalters E auf den Punkt max wird der Meßwert erfaßt, der sich ergibt, wenn beim Abheben des letzten Hebels die UND-Verknüpfung UG erfüllt wird. Dieser Meßwert entspricht dem Kontakt­ druck der stärksten, in der Federleiste befindlichen Kontaktfeder.

Wenn diese hier beschriebenen Vorgänge nacheinander durch eine automatisch arbeitenden Steuereinrichtung in schnellst möglicher Folge abgewickelt werden, so läßt sich durch das Auswerten der Meßergebnisse sehr schnell feststellen, ob alle Federn einer Federleiste in einem zulässigen Toleranzbereich hinsichtlich ihres Druckes liegen. Anstelle einer Meßwertanzeige ist es auch möglich, mit einfachen optischen oder akustischen Signalen anzugeben, ob eine Federleiste die Forderungen erfüllt oder nicht.

Zusätzlich läßt sich der Einstellschalter E auch noch auf jede beliebige Kontaktfeder 1 bis n direkt ein­ stellen. Damit kann in Einzelmessungen der Kontakt­ druck einer jeden Kontaktfeder speziell ermittelt wer­ den. Außerdem können an die Druckschalter 6.1 bis 6.n noch optische Anzeigen, beispielweise Leuchtdioden, angeschlossen werden. Damit kann bei einem bestimmten vorgegebenen Druck beobachtet werden, bei welchen Kon­ taktfedern der Kontaktdruck bereits erreicht ist und bei welchen noch nicht.

Das in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsge­ mäßen Verfahrens enthält außer den bereits beschrie­ benen Teilen wie Einspannvorrichtung 9 und Antriebs­ block 11 noch den in einem der Länge der Hebel 3 ent­ sprechenden Abstand angeordneten Lagerbock 12. Hier sind die Hebel 3 parallel nebeneinander auf einer Welle frei beweglich gelagert. Die Hebel werden sowohl am Lagerbock 12 als auch von einem Kamm 15 geführt, so daß sie parallel in genau dem gleichen Abstand ver­ bleiben wie die Kontaktfedern in der Federleiste an­ geordnet sind.

Die Druckschalter und die zum Ermitteln des Meßer­ gebnisses erforderlichen elektronischen Einrichtungen lassen sich entweder mit der in der Fig. 1 dargestellten Vorrichtung in einem Gerät vereinigen oder getrennt da­ von unterbringen. Es ist auch möglich, lediglich die Anzeige oder eine entsprechende Registriereinrichtung in einer getrennten Anordnung auszuführen.

Claims (9)

1. Vorrichtung zum Messen des Kontaktdruckes von in Federleisten eingebetteten Kontaktfedern für elektrische Steckverbindungen, bei denen die Kontaktfedern reihenweise nebeneinander in einem dem vorgegebenen Rastermaß entsprechenden Abstand angeordnet sind, wobei jede Kontaktfeder mit einem Fühlstift betätigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Grundplatte (8) eine die zu prüfenden Federleisten (10) aufnehmende Einspannvorrichtung (9) montiert ist, daß daneben ein pneumatisch betätigter Antriebskolben (4) und Druckluftzuführungen (7) enthaltender Antriebsblock (11) angeordnet ist, auf dem zum Betätigen der Kontaktfedern (1) dienende, im gleichen Abstand wie die Kontaktfedern (1) angeordnete Hebel (3) aufliegen, daß diese Hebel (3) einzeln beweglich in einem Lagerbock (12) einseitig gelagert sind, der in einem der Hebellänge entsprechenden Abstand ebenfalls auf der Grundplatte montiert ist, daß bei der Zuführung von Druckluft jeder Hebel (3) durch einen der Antriebskolben (4) aus seiner Ruhelage gegen die zugehörige Kontaktfeder (1) gedrückt wird, wodurch beim Erreichen des Kontaktdruckes und dem dabei erfolgenden Abheben des Hebels (3) eine zugehörige Druckkammer (5) geöffnet und mit einem daran angeschlossenen, durch Druckluft betätigten Schalter (6) ein Signal eingeschaltet wird, und daß beim Entstehen dieses Signals mit einem in der gemeinsamen Druckzuleitung (7) angeordneten Meßwertgeber (P/U) der momentan herrschende Druck gemessen und in einem dem Kontaktdruck entsprechenden Wert angezeigt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Druckluftschaltern (6) logische Verknüpfungen (OG/UG) angeschlossen sind, mit denen jeweils der Kontaktdruck der schwächsten und der stärksten Kontaktfeder (1) innerhalb einer Federleiste (10) ermittelt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der Meßwerte aller Kontaktfedern (1) durch eine zyklische Abtastung der Druckluftschalter (6) nach jeder Druckänderung erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hebel (3) durch einen am Antriebsblock (11) befestigten Kamm (15) im Rasterabstand der Kontaktfedern (1) geführt werden.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich im Antriebsblock (11) unter jedem Hebel (3) zwei Bohrungen (14) befinden, von denen eine den Antriebskolben (4) enthält und die andere nur als Druckkammer (5) zur Betätigung des Druckluftschalters (6) dient, und daß beiden Bohrungen (14) Druckluft zugeführt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Druckkammer (5) durch eine Düse (13) von der gemeinsamen Druckleitung (7) entkoppelt ist, so daß der Druckabfall beim Abheben des Hebels (3) sich nicht auf das gesamte System auswirkt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Entkopplung dienende Düsen (13) aus Uhrenlagersteinen bestehen, die eine sehr dünne Bohrung aufweisen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einstellschalter (E) vorgesehen ist, mit dem jede einzelne zu messende Kontaktfeder auswählbar ist, und daß mit diesem Einstellschalter (E) der Meßwert der schwächsten bzw. stärksten Kontaktfeder (1) auswählbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Meßgerät (M) - beispielsweise Digital-Voltmeter - über ein Schaltmittel (S) mit dem Ausgang des Meßwertgebers (P/U) verbunden ist, daß dieses Schaltmittel (S) mit dem Einstellschalter (E) verbunden ist und somit anspricht, wenn der einer ausgewählten Kontaktfeder (1) zugeordnete Druckschalter (6.1. bis 6.n) betätigt wird.