DE4107387A1 - Pruefvorrichtung fuer elektrische komponenten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung für elek­ trische Komponenten und insbesondere für solche Kompo­ nenten, die abstehende elektrische Kontakte aufweisen, welche zu Prüfzwecken an ein Prüfgerät angeschlossen werden müssen.

Bei der Massenherstellung elektrischer Komponenten, die ein Gehäuse aufweisen, aus dem Kontakte heraus ragen, ist es erforderlich, Kontakte an elektrische Potentiale anzuschließen und/oder an Kontakten Messungen vorzuneh­ men. Zu diesem Zweck werden Prüfvorrichtungen einge­ setzt, die federnde Kontaktelemente aufweisen, welche kurzzeitig gegen die Kontakte der zu prüfenden Kompo­ nenten gedrückt werden. Die Kontaktelemente sind an ein externes elektrisches Prüfgerät angeschlossen. Bei der Prüfung muß dafür gesorgt werden, daß das Andrücken der Kontaktelemente gegen die Kontakte mit einer gewissen Kraft erfolgt, damit eine sichere elektrische Verbin­ dung gewährleistet ist und der Stromdurchgang nicht durch zu hohe Obergangswiderstände beeinträchtigt wird, die durch Oxidschichten der Kontakte hervorgerufen wer­ den können. Es sind Prüfvorrichtungen bekannt, die federnde Kontaktstifte aufweisen, welche gegen die Kon­ takte der Elemente gedrückt werden. Dabei kann der An­ druck entweder von oben her erfolgen oder von der Seite her.

Die bekannten Prüfvorrichtungen haben den Nachteil, daß sie sehr aufwendig sind, denn sie erfordern für jeden zu prüfenden Kontakt zahlreiche Komponenten und eine aufwendige Betätigungsvorrichtung für das Kontakt­ element. Nachteilig ist weiterhin, daß diese Prüfvor­ richtungen relativ große bauliche Abmessungen haben und nur schwer in einem kleinen Format hergestellt werden können, wie es für die gleichzeitige Kontaktierung zahlreicher Kontakte kleinformatiger Bauelemente er­ forderlich ist. Für die Steuerung der Kontaktelemente sind häufig komplizierte Bewegungsvorrichtungen erfor­ derlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfvor­ richtung zu schaffen, die einfach aufgebaut ist, mit geringer Baugröße hergestellt werden kann und eine sichere Kontaktgabe in sehr kurzer Zeit ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den im Patent­ anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung weist für jeden zu prüfenden Kontakt zwei Kontaktelemente auf, die diesen Kontakt nach Art einer Zange von entgegengesetzten Sei­ ten her zwischen sich einschließen. Die Kontaktelemente sind nach Art von Blattfedern ausgebildet und sie werden durch zwei entgegengesetzt bewegbare Schieber verformt und gesteuert. Für zahlreiche Kontaktelement­ paare sind nur zwei Schieber erforderlich.

Die Prüfvorrichtung kann mit geringen baulichen Abmes­ sungen hergestellt werden und sie eignet sich auch für die automatische Prüfung kleinformatiger elektrischer Bauteile, weil sie lediglich einen Träger erfordert, von dem die Kontaktelemente abstehen, und eine Betäti­ gungseinrichtung, die zwei quer zu den Kontaktelementen verlaufende Schieber aufweist. Die Konstruktion kann auch leichtgewichtig ausgeführt werden. Wenn die Prüf­ vorrichtung für jeden Prüfvorgang in Bezug auf die Werkstücke bewegt werden muß, sind schnelle Bewegungs­ vorgänge der gesamten Prüfvorrichtung mit geringem Energieaufwand möglich.

Infolge der gegenläufigen Bewegungen, die die Kontakt­ elemente eines Paares ausführen, ist eine sichere Kon­ taktgabe mit dem Kontakt des elektrischen Bauteils ge­ währleistet. Die beiden Kontaktelemente eines Paares werden synchron gegeneinanderbewegt, wobei ihre Spitzen den zu prüfenden Kontakt zwischen sich einschließen. Diese gegenläufige Andrückbewegung hat zur Folge, daß der zu prüfende Kontakt nicht auf Biegung belastet und verbogen werden kann.

Die Prüfvorrichtung ermöglicht auch schnelle Umstel­ lungen auf andere Typen von zu prüfenden elektrischen Bauteilen. Der Träger kann nach Art eines Bausatzes aus einem Stapel gegeneinandergedrückter Isolierplatten aufgebaut sein, zwischen denen die Kontaktelemente ein­ gespannt sind. Die Isolierplatten werden entsprechend der Breite und Anordnung der zu prüfenden Kontakte aus­ gewählt und zu einem Stapel zusammengefügt. Die Kon­ taktelementpaare können für alle Stellen vorgesehen werden, an denen elektrische Kontakte des zu prüfenden Bauteils vorhanden sein können. Wenn an einer solchen Stelle absichtlich kein Kontakt vorhanden ist, so werden die Kontaktelemente unmittelbar gegeneinander­ gedrückt, ohne daß hierdurch das Ergebnis der elek­ trischen Prüfung verfälscht würde.

Die erfindungsgemaße Prüfvorrichtung eignet sich ins­ besondere für Fertigungs- und Montagelinien, in denen elektrische Bauteile hergestellt werden. Die Bauteile können auf Paletten entlang eines Förderweges transpor­ tiert werden. Diese Paletten oder Werkstückträger brauchen unter der Prüfvorrichtung nur kurzzeitig stillgesetzt zu werden. Sie können dann angehoben werden oder die Prüfvorrichtung wird abgesenkt, so daß die Kontakte der Bauelemente in den Bereich zwischen den Kontaktelementen gelangen. Dann tritt die Betäti­ gungsvorrichtung in Funktion, wobei gegen jeden Kontakt zwei Kontaktelemente von entgegengesetzten Seiten her gepreßt werden. Anschließend öffnen sich die von den Kontaktelementen gebildeten Zangen wieder und der Werk­ stückträger mit den Werkstücken kann seinen Weg fort­ setzen. Dies alles geschieht wegen der einfachen und gleichzeitigen Betätigung sämtlicher Kontaktelement­ paare in sehr kurzer Taktzeit.

Vorzugsweise werden die Schieber durch die elastischen Kontaktelementpaare in die Ruhelage zurückgestellt. Dies erfordert, daß die Schieber sich unter der Wirkung der Kontaktelemente frei einstellen können. Um dies zu erreichen, weist die Betätigungsvorrichtung für jeden Schieber einen Stößel auf, der im unbetätigten Zustand im Abstand von dem Schieber angeordnet ist. Die Betäti­ gungselemente brauchen mit ihrer Eigenelastizität nur die relativ geringen Massen der Schieber in die Ruhe­ stellung zurückzustellen.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht der Prüfvorrichtung, teilweise geschnitten,

Fig. 2 eine Draufsicht der Prüfvorrichtung,

Fig. 3 einen Schnitt durch die beiden Schieber in der Ruhestellung und

Fig. 4 einen Schnitt entsprechend Fig. 3, jedoch in der Betätigungsstellung.

Die Prüfvorrichtung 10 dient zur Herstellung eines vor­ übergehenden elektrischen Anschlusses an Kontakte 11 von elektrischen Komponenten 12, bei denen es sich bei­ spielsweise um Relais, Schalter, Kondensatoren oder andere Funktionsteile handeln kann, die abstehende Kon­ takte aufweisen. Die Komponenten 12 sind entweder in einem Gehäuse oder einer Vergußmasse enthalten. Die Prüfvorrichtung wird hauptsächlich eingesetzt, um die elektrischen Komponenten 12 unmittelbar im Anschluß an ihre Herstellung oder Endmontage einer elektrischen Funktionsprüfung zu unterziehen. Die Komponenten 12 sind hier in einen palettenartigen Werkstückträger 13 so eingesetzt, daß ihre Kontakte 11 frei nach oben ab­ stehen. Der Werkstückträger 13 kann auf einem (nicht dargestellten) Förderer bewegt werden. Er wird unter der Prüfvorrichtung 10 positioniert und dann angehoben. Alternativ ist es auch möglich, die Prüfvorrichtung 10 abzusenken.

Die Prüfvorrichtung weist einen Träger 14 auf, der aus zahlreichen gegeneinandergestapelten Isolierplatten 15 besteht. In Nuten der Isolierplatten 15 sind die Kon­ taktelemente 16 eingesetzt. Diese Kontaktelemente be­ stehen aus langgestreckten geradlinigen Blattfedern. Der Stapel der Isolierplatten 15 ist zwischen Stirn­ platten 17,18 eingespannt. Durch Bohrungen der Isolier­ platten erstrecken sich Spannschrauben 19, die die Isolierplatten gegeneinandergedrückt halten.

Aus dem Träger 14 ragen die Kontaktelemente 16 nach unten heraus. Die Kontaktelemente sind paarweise ange­ ordnet, wobei die Kontaktelemente 16a und 16b eines Paares parallel zueinander verlaufen und einen solchen Abstand haben, daß ein Kontakt 11 zwischen ihnen posi­ tioniert werden kann, wenn keine äußere Kraft auf diese Kontaktelemente einwirkt. Die Kontaktelemente 16 ragen auch nach oben aus dem Träger 14 heraus. Sie bilden dort Anschlußelemente, die mit den Adern des Anschluß­ kabels eines elektrischen Prüfgerätes verbunden werden können.

Jedes Kontaktelement ist an seinem unteren Ende mit einer scharfen Spitze 20 versehen, wobei die Spitzen eines Kontaktelementpaares einander zugewandt sind. Die Spitze 20 soll eine eventuelle Oberflächenschicht auf dem Kontakt 11 durchdringen.

Quer zu den Kontaktelementen 16 erstrecken sich etwa in der Mitte der aus dem Träger 14 herausragenden Längen der Kontaktelemente zwei plattenförmige ebene Schieber 21 und 22, die quer zu den Kontaktelementen in Füh­ rungsbahnen linear bewegbar sind. Der Schieber 21 hat Öffnungen 23 und der Schieber 22 hat Öffnungen 24. Die Öffnungen 23 und 24 sind so bemessen, daß die Kontakt­ elemente 16a und 16b eines Paares durch jeweils zwei übereinanderliegende Öffnungen 23 und 24 hindurchgehen können, ohne daß diese Kontaktelemente durch die Öff­ nungsränder wesentlich verformt würden. Vorzugsweise gehen die Kontaktelemente geradlinig, d. h. unverformt, durch die Öffnungen 23 und 24 hindurch. Die Schieber 21 und 22 stellen sich so ein, daß die Kontaktelemente aller Paare durch jeweils ein Lochpaar 23,24 unverformt hindurchpassen. Diese Einstellung der Schieber 21,22 in die Ruhelage erfolgt durch die Rückstellkräfte der Kon­ taktelemente 16.

An den Stirnwänden 17 und 18 des Trägers 14 sind zwei Betätigungsvorrichtungen 25 und 26 befestigt. Diese Betätigungsvorrichtungen können beispielsweise hydrau­ lisch, pneumatisch oder elektrisch betätigt werden. Sie haben jeweils einen ausfahrbaren Stößel 27 bzw. 28. Der Stößel 27 kann auf den unteren Schieber 22 einwirken, während der Stößel 28 auf den oberen Schieber 21 ein­ wirken kann. In Fig. 1 sind die Stößel 27 und 28 im zurückgezogenen Zustand dargestellt. Hierbei hat jeder dieser Stößel einen Abstand von dem zugehörigen Schie­ ber, so daß sich die Positionen der Schieber unter der Wirkung der Kontaktelemente frei einstellen können. Werden die Betätigungsvorrichtungen in Funktion ge­ setzt, dann verschiebt der Stößel 27 den Schieber 22, während der Stößel 28 den Schieber 21 in Gegenrichtung zum Schieber 22 bewegt. Dadurch werden die Kontakt­ elemente 16a gemäß Fig. 1 nach rechts und die Kontakt­ elemente 16b nach links durchgebogen, so daß ihre Spitzen 20 den dazwischenliegenden Kontakt 11 fest ein­ schließen. Die Schließbewegung erfordert nur sehr ge­ ringe Zeit, wobei in der Praxis 150 Millisekunden ge­ messen wurden.

Nachdem die elektrische Prüfung durchgeführt wurde, werden die Stößel 27 und 28 wieder zurückgezogen und die Schieber 21 kehren dann unter der Rückstellwirkung der Kontaktelemente 16 in die Ruhelage zurück.

In Fig. 3 ist der unverformte Zustand der Kontakt­ elemente 16 dargestellt. Die Öffnungen 23 und 24 in den Schiebern 21 und 22 sind generell so bemessen, daß ein Kontaktelementpaar im unverformten Zustand gerade hin­ durchpaßt. In den Öffnungen 24 des unteren Schiebers 22 bilden die linken Ränder die Stoßflächen 30. Diese Stoßflächen sind, wie Fig. 4 zeigt, entsprechend den sich ergebenden Verformungen der Kontaktelemente 26a geformt. Dies bedeutet, daß die Stoßflächen 30 im unte­ ren Schieber 22 nach unten divergieren, so daß der Querschnitt der Öffnung 24 sich nach unten vergrößert. Die den Stoßflächen 30 gegenüberliegenden Flächen 31 verlaufen rechtwinklig zur Ebene des Schiebers 22, da sie in dem in Fig. 4 dargestellten Spannzustand keine Funktion haben. Die Flächen 31 haben lediglich beim Zentrieren des Schiebers 22 auf die Ruhelage eine Funk­ tion.

Der obere Schieber 21 verformt, wenn er nach rechts bewegt wird, die rechten Kontaktelemente 26b der Kon­ taktelementpaare. Daher bilden die rechten Begrenzungs­ flächen der Öffnungen 23 die Stoßflächen 32, während die linken Begrenzungsflächen 33 rechtwinklig zur Schieberebene verlaufen. Die Stoßflächen 32 divergieren - bezogen auf die Öffnungen 23 - nach unten hin.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, erfolgt die Verformung der rechten Kontaktelemente 26b in der Nähe der Oberseite des oberen Schiebers 21 und die Verformung der linken Kontaktelemente 26a erfolgt in der Nähe der Oberseite des unteren Schiebers 22. Durch die schrägen Verläufe der Stoßflächen 30 und 32 wird erreicht, daß die Ver­ formung der Kontaktelemente durch die Plattendicke der Schieber nicht beeinträchtigt wird und daß die Kontakt­ elemente eines Paares sich im Spannzustand gemäß Fig. 4 nicht gegenseitig berühren.

Claims (5)

1. Prüfvorrichtung für elektrische Komponenten, mit einem Träger (14), der mehrere abstehende Kontakt­ elemente (16) aufweist, welche durch eine Betäti­ gungsvorrichtung in Bezug auf den Träger (14) der­ art bewegbar sind, daß sie gegen Kontakte (11) der elektrischen Komponenten (12) gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß für jeden Kontakt (11) ein Paar an entgegenge­ setzten Seiten des Kontakts angreifender, als Blattfedern ausgebildeter Kontaktelemente (16a, 16b) vorgesehen ist und daß die Betätigungsvor­ richtung zwei quer zu den Kontaktelementen (16) verlaufende, zueinander entgegengesetzt bewegbare Schieber (21, 22) aufweist, von denen einer auf die einen Kontaktelemente (16a) der Paare und der andere auf die entgegengesetzten Kontaktelemente (16b) der Paare verformend einwirkt.

2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schieber (21, 22) sich gegensei­ tig überdeckende Öffnung (23, 24) aufweisen, durch die jeweils die Kontaktelemente (16a, 16b) eines Paares im wesentlichen geradlinig hindurchpassen.

3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Öffnungen (23, 24) des ersten Schiebers (21) an der einen Seite erste Stoß­ flächen (32) und die Öffnungen (24) des zweiten Schiebers (22) an der entgegengesetzten Seite zweite Stoßflächen (30) aufweisen und daß die Stoßflächen (32, 30) so geformt sind, daß die stärksten Ausformungen der beiden Kontaktelemente eines Paares in Längsrichtung dieser Kontakt­ elemente gegeneinander versetzt auftreten.

4. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsvor­ richtung für jeden Schieber (21, 22) einen Stößel (28, 27) aufweist, der im unbetätigten Zustand im Abstand von dem Schieber angeordnet ist, derart daß die Stößel eine Rückstellung der Schieber unter der Rückstellkraft der Kontaktelemente (16) zulassen.

5. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (14) Iso­ lierplatten (15) aufweist, die durch quer hin­ durchgehende Spannelemente (19) zu einem Platten­ stapel zusammengehalten sind und die Kanäle für den Durchgang der Kontaktelemente (16) aufweisen.