DE4420268A1

DE4420268A1 - Vorrichtung zur Kontaktierung eines Steckkontaktes

Info

Publication number: DE4420268A1
Application number: DE4420268A
Authority: DE
Inventors: Nikola Dipl Ing Milkovic
Original assignee: WEE ELECTROTEST ENGINEERING GM
Current assignee: WEE ELECTROTEST ENGINEERING GM
Priority date: 1994-06-10
Filing date: 1994-06-10
Publication date: 1995-12-14

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Kontaktierung eines Steckkontaktes eines mit mindestens einem elektrischen Kabel verbundenen Ka belanschlußsteckers insbesondere zur Durchgangsprü fung eines eine Vielzahl von Kabeln aufweisenden Kabelbaums, mit mindestens einem Kontaktstift, der über eine Federeinrichtung abgestützt in einer Kon taktstiftaufnahmeeinrichtung aufgenommen und mit einer elektrischen Verbindung zum Anschluß an eine Kontaktprüfeinrichtung versehen ist.

Vorrichtungen der eingangs genannten Art werden bei spielsweise in der Automobilindustrie zur Überprü fung von zu Kabelbäumen zusammengefaßten elektri schen Leitungseinrichtungen eingesetzt, die zur Ver bindung elektrischer bzw. elektronischer Einrichtun gen miteinander dienen. Auf Grund der zunehmenden Komplexität der in Automobilen eingesetzten elektri schen bzw. elektronischen Einrichtungen, wie etwa Antiblockier- oder Airbag-Systemen, werden auch die entsprechenden Verkabelungen immer komplexer und erfordern Prüfeinrichtungen, die eine Qualitätssi cherung ermöglichen, die den steigenden Anforderun gen gerecht wird.

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen die elektrische Verbindung zwi schen dem Kontaktstift und einer Kontaktprüfeinrich tung, die etwa zur Beaufschlagung des Kabelbaums mit einer Prüfspannung und/oder zur Messung des elektri schen Leitungswiderstandes dient, über gelötete oder gesteckte Drahtleiterverbindungen erfolgt. Zur Aus bildung dieser Drahtleiterverbindungen sind eine Vielzahl von Arbeitsgängen, wie Verlöten der Kon taktstifte mit den Anschlußdrähten oder Durchführung der Steckverbindungen nötig.

Bei federgestützt geführten Kontaktstiften ist zudem eine genaue Führung des Kontaktstifts in einer ent sprechenden Kontaktstiftführung notwendig, um einen reproduzierbaren Kontaktpunkt zwischen dem Kontakt stift und einer Kontaktstelle der zur Kontakt prüfeinrichtung weiterführenden Drahtverbindung her zustellen. Sich ändernde Kontaktpunkte können zur Ausbildung systematischer Meßfehler führen, die die mit der Kontaktprüfeinrichtung erzielbaren Meßergeb nisse wertlos machen können. Darüber hinaus kommt es auf Grund der Relativbewegung zwischen dem Kontakt stift und der Kontaktstelle zu Verschleißerscheinun gen im Kontaktbereich, die ein häufiges Auswechseln der Kontaktstifte notwendig machen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun de, eine Vorrichtung zu schaffen, die zum einen eine wesentlich vereinfachte Herstellung ermöglicht, zum anderen eine hohe Zuverlässigkeit der mit der Kon taktprüfeinrichtung durchgeführten Messungen garan tiert und im wesentlichen verschleißfrei arbeitet.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktstift und der Kontaktprüfeinrichtung über die Federeinrichtung auf eine zugeordnete Leiterbahn einer mit der Kon taktstiftaufnahmeeinrichtung verbundenen Leiterbahn anordnung.

Durch die bisher nicht bekannte Verwendung der Fe dereinrichtung als elektrisches Verbindungselement erfolgt unabhängig von der Anzahl der durchgeführten Kontaktierungen der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktstift und der zur Kontaktprüfeinrichtung wei terführenden Leiterbahn ständig über gleichbleibende Kontaktstellen, nämlich einmal über die Abstützstel le der Federeinrichtung am Kontaktstift und zum an deren über die Abstützstelle der Federeinrichtung an der Leiterbahn, so daß der vorstehend beschriebene systematische Fehler und die Verschleißerscheinungen nicht auftreten können.

Darüber hinaus macht die Kontaktierung des Kontakt stifts mit der Leiterbahn über die Federeinrichtung die Verwendung von Drahtleitern, die, wie vorstehend beschrieben, Lötkontakt- oder Steckkontaktstellen erfordern, überflüssig. Hierdurch ergeben sich we sentliche Vorteile für die Herstellung einer Kontak tiervorrichtung, da die entsprechenden Herstellungs schritte bei der erfindungsgemäßen Kontaktiervor richtung überflüssig werden. Somit wird schließlich eine bislang nicht für möglich gehaltene automati sierte Serienfertigung derartiger Kontaktiervorrich tungen möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Kontaktiervorrichtung ist die Leiter bahnanordnung sandwichartig zwischen einem Leiter bahnsubstrat und der Kontaktstiftaufnahmeeinrichtung aufgenommen und zur Sicherung des Kontaktstiftes in der Kontaktstiftaufnahmeeinrichtung auf einem durch eine Bohrung im Leiterbahnsubstrat hindurchgeführten Kontaktstößel ein Axialsicherungselement vorgesehen.

Diese Art der Befestigung des Kontaktstiftes an der Kontaktstiftaufnahmeeinrichtung ermöglicht eine schnelle und einfache Montage der Kontaktiervorrich tung mit einer möglichst geringen Teileanzahl.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Axialsiche rungselement als Klemmring ausgebildet ist, da hier durch die Möglichkeit einer besonders schnellen Mon tage des Axialsicherungselements auf dem Kontakt stiftstößel, nämlich durch einfaches Aufklemmen möglich ist.

Eine weitere Möglichkeit der Axialsicherung besteht in einfacher Weise darin, daß der Kontakt stift zumindest im Bereich seines zur Leiterplatte weisenden Endes nach Art eines Röhrchens geformt ist, wobei die Sicherung durch radiales Aufweiten des Röhrchens nach Art einer Hohlniete erfolgt.

Wenn die Bohrung im Leiterbahnsubstrat mit einer Kontakteinrichtung versehen ist, die elektrisch mit der Leiterbahn verbunden ist, läßt sich die Kontakt fläche zwischen dem Kontaktstift insgesamt erhöhen, da der Kontakt zur Leiterbahn zum einen über die Federeinrichtung und zum anderen über den Kontakt stiftstößel des Kontaktstifts und die beispielsweise als elektrisch leitfähige Bohrungsauskleidung gebil dete Kontakteinrichtung zur Leiterbahn erfolgt.

Hierdurch wird eine redundante Kontaktstellenanord nung geschaffen, die eine größtmögliche Zuverlässig keit der Kontaktierung zwischen der Leiterbahn und dem Kontaktstift gewährleistet.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die Feder einrichtung als konzentrisch zum Kontaktstiftstößel angeordnete Schraubenfeder ausgebildet ist, die sich mit einem Ende an der Leiterbahn und mit dem anderen Ende an einem Kontaktkopf des Kontaktstiftes ab stützt.

Die Verwendung einer Schraubenfeder ermöglicht eine insgesamt kompakte Ausbildung der gesamten Kontak tiervorrichtung und zudem die Verwendung eines rela tiv billigen Massenartikels zur Realisierung der Federeinrichtung.

Eine besonders vorteilhafte Anwendung ergibt sich für die erfindungsgemäße Kontaktiervorrichtung, wenn diese mit einem Aufnahmegehäuse zur Aufnahme des Kabelanschlußsteckers und zur mechanischen Verbin dung der Kontaktiervorrichtung mit einem Gestell, das zur Aufnahme einer Vielzahl von Kontaktiervor richtungen dient, versehen ist.

Derartig ausgebildete Kontaktiermodule ermöglichen den einfachen Aufbau komplexer Kontaktiersysteme, die die Überprüfung einer Vielzahl unterschiedlicher Kabelanschlußstecker und damit verbundener Kabelbäume ermöglichen. Bei diesem Anwendungsfall führt die elektrische Verbindung der Kontaktstifte mit einer entsprechenden Kontaktprüfeinrichtung über die Lei terbahnanordnungen zu einem raumsparenden und über sichtlichen Gesamtaufbau des Kontaktiersystems, der bei Verwendung der bekannten Drahtleiterverbindungen zwischen den Kontaktstiften und der Kontaktprüfein richtung so nicht möglich wäre.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kontaktiervorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 den Aufbau einer Kontaktiervorrichtung in einer Explosionsdarstellung;

Fig. 2 die montierte Kontaktiervorrichtung vor Durchführung einer Kontaktierung eines Steckkontakts eines Kabelanschlußsteckers;

Fig. 3 die in Fig. 2 dargestellte Kontaktiervorrich tung in einer Kontaktstellung.

Fig. 1 zeigt eine Kontaktiervorrichtung 10 vor ihrer Montage mit einem Kontaktstift 11, einer Schrauben feder 12 einer Kontaktstiftaufnahme 13, einer Lei terplatte 14 und einem Axialsicherungselement 15.

Zur Montage der Kontaktiervorrichtung 10 wird die Leiterplatte 14 mit einer darauf angeordneten Lei terbahnanordnung 32 derart mit einer Unterseite 17 der Kontaktstiftaufnahme 13 verbunden, daß eine in der Leiterplatte 14 angeordnete Durchgangsbohrung 18 mit einer Führungsbohrung 19 in der Kontaktstiftauf nahme 13 fluchtet. Bei dem in den Fig. 2 und 3 dar gestellten Ausführungsbeispiel der Kontaktiervor richtung 10 erfolgt die Verbindung der Leiterplatte 14 mit der Unterseite 17 der Kontaktstiftaufnahme 13 über ein Klebemittel 20.

Eine Leiterbahn 16 der Leiterbahnanordnung 32 ist so auf der Leiterplatte 14 angeordnet, daß sie zumin dest teilweise den durch die Führungsbohrung 19 zu gänglichen Umfangsbereich 21 der Durchgangsbohrung 18 bedeckt. Bei dem hier dargestellten Ausführungs beispiel ist die Leiterbahn 16 im Bereich der Durch gangsbohrung 18 ringförmig ausgebildet, so daß im gesamten Umfangsbereich 21 eine Kontaktfläche 22 ausgebildet ist.

Nach Zusammenfügung der Kontaktstiftaufnahme 13 und der Leiterplatte 14 auf die vorstehend geschilderte Art und Weise wird die Schraubenfeder 12 von oben in die Führungsbohrung 19 eingesetzt, so daß sie mit ihrem unteren Federende 23 auf der Kontaktfläche 22 aufliegt. Anschließend wird der Kontaktstift mit seinem Kontaktstiftstößel 24 bis zur Anlage eines Kontaktkopfs 25 an einem oberen Federende 26 der Schraubenfeder 12 in die Führungsbohrung 19 einge führt.

Ausgehend von dieser Einbaulage wird von oben her eine Druckkraft 27 auf den Kontaktkopf 25 ausgeübt, bis der Kontaktstiftstößel 24 mit seinem freien Stö ßelende 28 soweit aus der Durchgangsbohrung 18 der Leiterplatte 14 hervorragt, daß das hier als Klemm ring 15 ausgeführte Axialsicherungselement auf das Stößelende 28 aufgeklemmt werden kann.

Fig. 2 zeigt die Kontaktiervorrichtung 10 in der montierten Stellung, in der die Schraubenfeder 12 zwischen der Kontaktfläche 22 der Leiterbahn 16 und dem Kontaktkopf 25 des Kontaktstifts 11 vorgespannt ist. In der in Fig. 2 dargestellten Nicht-Kontakt stellung befindet sich der Kontaktstift 11 außer Kontakt mit einem Steckkontakt 29 eines Kabelan schlußsteckers 30 und ragt mit dem Kontaktkopf 25 nach oben aus der Führungsbohrung 19 heraus. Dabei bildet das Axialsicherungselement 15 einen Axialan schlag.

Fig. 3 zeigt die Kontaktvorrichtung 10 in einer Kon taktstellung, in der der Kontaktkopf 25 mit seiner Kontaktspitze 31 den Steckkontakt 29 des Kabelan schlußsteckers 30 berührt. Hierzu kann entweder der Kabelanschlußstecker 30 mit dem Steckkontakt 29 gegen den Kontaktstift 11 bewegt werden oder umgekehrt. In jedem Fall hat die Kontaktierung zur Folge, daß die Schraubenfeder 12 in der Führungsbohrung 19 der Kon taktstiftaufnahme 13 komprimiert wird und somit eine ausreichende Kontaktkraft erzeugt wird. Der elektri sche Kontakt der Leiterbahn 16, die mit einer nicht näher dargestellten Kontaktprüfeinrichtung verbunden ist, und dem Steckkontakt 29 des Kabelanschlußstec kers 30 erfolgt von der Kontaktfläche 22 der Leiter bahn 16 über das erste Federende 23 auf die Schrau benfeder 12, das zweite Federende 26 auf den Kon taktstift 11 und schließlich von diesem auf den Steckkontakt 29. Die Kontaktstiftaufnahme 13 selbst ist ebenso wie das Leiterplattenträgermaterial nicht-leitend ausgebildet.

Die bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Kontaktiervorrichtung 10 verwendete Leiterplatte 14 hat lediglich beispielhaften Charakter. Ebensogut ist es möglich, die Leiterbahn 16 auf einem anderen Substrat, etwa einer Folie, wie es etwa bei einer "Kapton-Folie" der Fall ist, auszubilden und als
Substrat eine beliebige, nichtleitende Trägerplatte vorzusehen. Auch kann die Bohrungsfläche der Durch gangsbohrung 18 ergänzend mit einer etwa als Boh rungsauskleidung ausgebildeten Kontakteinrichtung versehen sein, um eine weitere Kontaktstelle bzw. einen weiteren Kontaktbereich zwischen der Bohrungs fläche und dem Kontaktstiftstößel 24 auszubilden.

In jedem Fall ist jedoch die Ausbildung von Kontakt stellen zwischen den Federenden 23 und 26 der Schraubenfeder 12 und der Kontaktfläche 22 bzw. dem Kontaktstift 11 von besonderem Vorteil, da an diesen Stellen im wesentlichen keine Relativbewegungen zwi schen den elektrisch leitenden Elementen stattfindet und somit ein entsprechender Verschleiß an den Kon taktstellen nicht auftreten kann.

Die hier in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dargestellte Kontaktiervorrichtung 10 läßt sich be sonders einfach in ein hier nicht näher dargestell tes Kontaktiermodul integrieren, das über ein Auf nahmegehäuse verfügt, welches einerseits zur Aufnah me des Kabelanschlußsteckers während der Kontaktie rung dient und andererseits zur mechanischen Verbin dung der Kontaktiervorrichtung mit einem Gestell zur Aufnahme einer Vielzahl von Kontaktiermodulen. Hier mit wird die Ausbildung eines beliebig erweiterba ren, aus einzelnen Kontaktiermodulen gebildeten Kon taktiersystems ermöglicht.

Bezugszeichenliste

10 Kontaktiervorrichtung
11 Kontaktstift
12 Schraubenfeder
13 Kontaktstiftaufnahme
14 Leiterplatte
15 Axialsicherungselement
16 Leiterbahn
17 Unterseite
18 Durchgangsbohrung
19 Führungsbohrung
20 Klebemittel
21 Umfangsbereich
22 Kontaktfläche
23 Federende
24 Kontaktstiftstößel
25 Kontaktkopf
26 Federende
27 Druckkraft
28 Stößelende
29 Steckkontakt
30 Kabelanschlußstecker
31 Kontaktspitze
32 Leiterbahnanordnung

Claims

1. Vorrichtung zur Kontaktierung eines Steckkon takts eines mit mindestens einem elektrischen Kabel verbundenen Kabelanschlußsteckers, ins besondere zur Durchgangsprüfung eines eine Vielzahl von Kabeln aufweisenden Kabelbaums, mit mindestens einem Kontaktstift, der über eine Federeinrichtung abgestützt in einer Kon taktstiftaufnahmeeinrichtung aufgenommen und mit einer elektrischen Verbindung zum Anschluß an eine Kontaktprüfeinrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Kon taktstift (11) und der Kontaktprüfeinrichtung über die Federeinrichtung (12) auf eine zuge ordnete Leiterbahn (16) einer mit der Kontakt stiftaufnahmeeinrichtung verbundenen Leiter bahnanordnung (32) erfolgt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnanordnung (32) sandwichartig zwi schen einem Leiterbahnsubstrat (14) und der Kontaktstiftaufnahmeeinrichtung (13) auf genom men ist und zur Sicherung des Kontaktstiftes (11) in der Kontaktstiftaufnahmeeinrichtung (13) auf einem durch eine Durchgangsbohrung (18) des Leiterbahnsubstrats (14) hindurchge führten Kontaktstiftstößel (24) ein Axialsiche rungselement (15) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Axialsicherungselement als Klemmring (15) ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest das durch das Leiterbahnsubstrat (14) durchgeführte Ende des Kontaktstiftstößels (24) als Röhrchen ausgebildet ist und die Axialsi cherung durch radiales Aufweiten oder Umbördeln des Röhrchenendes nach Art einer Hohlniete er folgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchgangsbohrung (18) im Leiterbahnsub strat (14) mit einer Kontakteinrichtung verse hen ist, die elektrisch mit der Leiterbahn (16) verbunden ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung als konzentrisch zum Kon taktstiftstößel (24) angeordnete Schraubenfeder (12) ausgebildet ist, die sich mit einem Fede rende (23) an der Leiterbahn (16) und mit dem anderen Federende (26) an einem Kontaktkopf (25) des Kontaktstiftes (11) abstützt.

7. Kontaktiermodul zur Aufnahme und Kontaktierung eines mit einer Vielzahl von Kabeln verbundenen Kabelanschlußsteckers (30) mit einer Kontak tiervorrichtung (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 und einem Aufnahmegehäuse zur Aufnahme des Kabelanschlußsteckers (30) und zur mechanischen Verbindung der Kontakttiervor richtung (10) mit einem Gestell, das zur Aus bildung eines Kontaktiersystems zur Aufnahme einer Vielzahl von Kontaktiermodulen dient.