EP3419034A1 - Mikroschalter und prüfsystem - Google Patents

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EP3419034A1
EP3419034A1 EP18178178.2A EP18178178A EP3419034A1 EP 3419034 A1 EP3419034 A1 EP 3419034A1 EP 18178178 A EP18178178 A EP 18178178A EP 3419034 A1 EP3419034 A1 EP 3419034A1
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EP
European Patent Office
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piston
microswitch
sleeve
contact pin
mating contacts
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EP18178178.2A
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Manuel Kagerhuber
Rainer Rothe
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Lisa Draexlmaier GmbH
Fixtest Pruefmittelbau GmbH
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Lisa Draexlmaier GmbH
Fixtest Pruefmittelbau GmbH
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Definitions

  • the present invention relates to a microswitch and a test system for testing the presence of components, for example a wiring harness.
  • a test system for testing the cable harness contains at least one component receptacle in which a microswitch is located.
  • the component receptacle is positioned on a construction board for the production of the wiring harness such that a component whose presence and position is to be tested can be pushed into the component receptacle. This movement activates the microswitch.
  • a signal generated thereby can then be evaluated and confirms the correct assembly of the component on the wiring harness. If the component is removed from the component holder, the microswitch resumes its initial position. Over a period of several years the assembly of similar wiring harnesses, there are thousands of switching operations of the microswitch and a high degree of wear.
  • Known microswitches for example the TS-32 of Salecom Electronics Co., Ltd. use a contact via a housing of the microswitch and a second switchable contact, which cooperates with a movable contact tip.
  • the housing must be internally isolated from the switchable contact, which has shown that this insulation wears off over time.
  • the switching point of the micro-probe is highly tolerance-dependent, so that the applied force on the component to be inserted and the distance traveled must be accurately sized to prevent faulty circuits. This is unfavorable in the manufacturing process.
  • Microswitches in general are known in the art. So revealed DE 20 2014 003 924 U1 a spring contact switch pin for testing a DUT. Furthermore, the utility model describes DE 20 2009 012 411 U1 a switch spring contact pin, the utility model DE 20 2007 007 095 U1 a spring contact pin, in particular switching pin, the utility model DE 295 06 688 U1 a switch with a jumper. In the published patent application DE 198 08 060 A1 becomes a border checker and in the published patent DE 36 09 127 A1 a push-button is described. The patent DE 27 16 192 C2 discloses an electrical switch.
  • An inventive micro-switch consists of a cylindrical sleeve in which a piston is mounted axially movable. Within the piston, in turn, a contact pin is mounted axially movable. The contact pin cooperates with two spaced in a bottom of the sleeve spaced from each other mating contacts. The movement of the contact pin is supported by two springs.
  • a return spring is between the sleeve bottom and piston arranged and moves the piston in non-actuation of the microswitch in a starting position.
  • a damping spring is disposed between the contact pin and an actuating cap of the piston and ensures a soft placement of the contact pin on the mating contacts.
  • the damping spring In order to dampen the movement of the contact pin just before putting on the mating contacts, the damping spring has a higher spring force than the return spring.
  • the microswitch can be built with a sturdy metal sleeve and still comes without isolation between the piston and sleeve. Also, the two mating contacts lead to a larger contact area and improved leadership of the contact pin. Due to the damping spring also the switching point is better and tolerant adjustable because during the compression of the damping spring, the electrical contact is maintained over a sufficiently long distance. It has been shown that about 500,000 switching cycles are possible with the microswitch according to the invention.
  • a first bevel is introduced, which is located in the interior of the sleeve and opens to the sleeve bottom.
  • the piston is centered in the sleeve and when returning the piston to the starting position, there is a damped stop.
  • a second bevel in an inner cylinder of the piston which opens to the actuating cap.
  • This centering of the contact tip is achieved in a movement of the contact tip in the piston.
  • the sleeve, the piston and the contact pin are rotationally symmetrical along the axis of movement of the piston and the contact pin.
  • a further improvement of the microswitch provides that a holding plate made of plastic is fixed to the sleeve bottom, in which the mating contacts are embedded. With the retaining plate, the insulation of the mating contacts relative to the sleeve made of metal in a structurally simple manner.
  • the actuating cap is made of metal, so that at a thousand-fold contact with a component which is pressed against the actuating cap, it comes only to a low abrasion and no damage.
  • the actuating cap is pressed into the piston.
  • a support surface of the actuator cap protrudes beyond a central cylinder, with the central cylinder of the actuator cap having a larger diameter than an inner cylinder of the piston.
  • the sleeve for the piston and the actuator cap provides a stop which prevents damage to the contacts (pin and mating contacts).
  • a contact tip which can be inserted into the contact pin, on the side facing the mating contacts.
  • the contact tip should be made of a metal coated with precious metal.
  • the contact pin can be made of plastic and the contact tip can be pressed into the contact pin. This allows a simple assembly of the contact tip and achieved by the selection of materials at low cost good functionality.
  • the sleeve is crimped on the sleeve bottom after insertion of the retaining plate, that is converted so that sleeve bottom and retaining plate are firmly connected.
  • the contact pin can be constantly aligned. This allows a slight wobbling of the contact pin, resulting in a uniform contact, a lower friction and a more constant spring force.
  • the ball is advantageously constructed of non-conductive material, e.g. Plastic or glass to remain floating to the outside, even if the entire piston is made of a metal.
  • the described microswitch according to the invention is installed as follows in a test system according to the invention:
  • the test system comprises a component receptacle which has a cavity in the form of the male component. In this cavity, the micro-switch is used.
  • a plurality of component holders with micro-switches will be provided to comprehensively test a wire harness or other technical equipment.
  • An evaluation device of the test system is connected to the mating contacts of the microswitch and can thus evaluate the electrical signals generated by the switching and verify the presence and correct positioning of the component.
  • a first inventive microswitch 1 consists of a cylindrical sleeve 2 with a narrowed and open neck, from which a piston 3 rises. Also, the piston 3 is cylindrically shaped and is arranged axially movable within the sleeve 2. Between sleeve 2 and piston 3, there is only a small amount of play. The piston 3 can be pressed within the sleeve 2 in the direction of a sleeve bottom 21, then separate the piston 3 and sleeve 2 at a first, the sleeve bottom 21 opening bevel 8, which connects the neck of the sleeve 2 with a central wide body.
  • the first bevel 8 causes a centered and damped movement of the piston 3 in the sleeve 2, when the piston 3 is returned due to the force of an attached between the sleeve bottom 21 and attached to the sleeve bottom 21 holding plate 10 and piston 3 return spring 6 in the starting position ,
  • FIG. 1 shows the piston 3 in the starting position, in which there is an open electrical contact.
  • the piston 3 is made of plastic, e.g. POM, during which the sleeve is made of e.g. made of nickel-plated brass.
  • the holding plate 10 is also made of plastic, e.g. PEEK.
  • the return spring 6 is a helical spring, is formed of stainless steel and has a diameter which is slightly smaller than the diameter of the piston 3. Within the Scope of the return spring 6 are embedded in the retaining plate 10 has two mating contacts 51, 52 and a contact pin 4 is arranged.
  • the contact pin 4 acts centrally between the two mating contacts 51, 52, wherein in the contact pin 4, a contact tip 11 is pressed, which are-like the mating contacts 51, 52 - tapered towards the later contact point. Therefore, there is a relative large-area contact over the conical surfaces of the contact tip 11 and the mating contacts 51, 52.
  • the mating contacts 51, 52 and the contact tip 11 are, for example, gold-plated brass contacts.
  • the contact pin 4 is made of a plastic.
  • the contact pin 4 is arranged axially movable within the piston 3.
  • this mobility is only relevant if the contact tip 11 already on the mating contacts 51, 52, touches and in a further movement of the piston 3 in the direction of the sleeve bottom 21, the contact pin 4 is not similar moves, but a relative movement to the piston 3 opposite to the direction of movement Performs piston 3. This results in a soft touchdown of the contact tip 11 on the mating contacts 51, 52 and their wear is reduced. Also, this results in a better defined touchdown point.
  • a damping spring 7 is responsible, which is arranged between the contact pin 4 and a pressed-in in the piston 3 actuating cap 31.
  • the actuating cap 31 moves together with the piston 3.
  • the damping spring 7 is a helical spring made of stainless steel with a diameter smaller than the diameter of an inner cylinder of the piston 3, in which the contact pin 4 can move axially.
  • the clearance between the inner cylinder of the piston 3 and the contact pin 4 is small, with a second bevel 9, which opens to the actuating cap 31, the movement of the contact pin 4 centered and ensures a soft stop of the contact pin 4 within the piston 3.
  • the spring force of the damping spring 7 is greater than the spring force of the return spring 6, whereby at a pressure on the actuating cap 31 first against the force of the return spring 6 piston 3 and pin 4 are moved in synchronism and only later, when the contact tip 11 is seated, the damping spring 7 is compressed.
  • Another stop is due to the shape of the actuating cap 31 and piston 3.
  • An edge of the actuating cap 31 is laterally (ie perpendicular to the axis of the piston) via a central cylinder of the actuating cap 31 and beyond the piston 3 also.
  • the edge of the actuating cap 31 is placed on an actuation of the actuating cap 31 on the neck of the sleeve 2 when the piston 3 is pushed far enough into the sleeve 2.
  • the stop thus prevents mechanical damage to the microswitch 1.
  • the switching point of the microswitch 1 can already be reached after 0.80 ... 1.10 mm.
  • the electrical contact is maintained until the maximum actuation travel of approximately 2.7 mm has passed.
  • FIG. 2 An alternative second microswitch 1 according to the invention is characterized by FIG. 2 shown.
  • the basic structure corresponds to that of the first microswitch 1 FIG. 1 ,
  • the countersunk contacts 51, 52 embedded in the retaining plate 10 are each connected to a cable 14, wherein over the part of the mating contacts 51, 52, which protrudes from the sleeve base 21 and the cable 14 an insulation in the form of a shrink tube is placed.
  • the contact pin 4 has a notch on the damper spring 7 side facing.
  • FIG. 3 An inventive test system using a microswitch 1 after FIG. 1 or 2 is in FIG. 3 shown.
  • the microswitch 1 is fitted in a cavity 41 of a component receptacle 40 of the test system.
  • the cavity 41 is formed such that it can take the form of a and thus to presence and correct position test component corresponds. If the component is pressed into the component receptacle 40, the microswitch 1 is actuated and generates a signal by connecting the mating contacts 51, 52, via the contact tip 4 or the contact pin 4.
  • the mating contacts 51, 52 are connected to an evaluation device 42, which can thus detect a correctly mounted component.
  • the evaluation device 42 is usually connected to a plurality of microswitches 1 in a plurality of component receptacles 40 and can thus test an entire cable harness with parallel tests.

Landscapes

  • Measuring Leads Or Probes (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

Ein erfindungsgemäßer Mikroschalter besteht aus einer zylindrischen Hülse, in der ein Kolben axial beweglich gelagert ist. Innerhalb des Kolbens ist wiederum ein Kontaktstift axial beweglich gelagert. Der Kontaktstift wirkt mit zwei in einem Boden der Hülse beabstandet voneinander befestigten Gegenkontakten zusammen. Die Bewegung des Kontaktstiftes wird durch zwei Federn unterstützt. Eine Rückstellfeder ist zwischen Hülsenboden und Kolben angeordnet und bewegt den Kolben bei Nichtbetätigung des Mikroschalters in eine Ausgangsstellung. Eine Dämpfungsfeder ist zwischen Kontaktstift und einer Betätigungskappe des Kolbens angeordnet und sorgt für ein weiches Aufsetzen des Kontaktstiftes auf die Gegenkontakte. Um die Bewegung des Kontaktstiftes nur kurz vor einem Aufsetzen auf die Gegenkontakte zu dämpfen, weist die Dämpfungsfeder eine höhere Federkraft als die Rückstellfeder auf. Der Mikroschalter kann mit einer stabilen Metallhülse aufgebaut werden und kommt trotzdem ohne Isolation zwischen Kolben und Hülse aus. Auch führen die zwei Gegenkontakte zu einer größeren Kontaktfläche und verbesserten Führung des Kontaktstiftes.

Description

    Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Mikroschalter und ein Prüfsystem zum Testen des Vorhandenseins von Bauteilen, zum Beispiel eines Kabelbaums.
    • Stand der Technik
  • Bei der Herstellung von Kabelbäumen ist eine Vielzahl von Bauteilen an den Leitungen zu befestigen. Sollten Bauteile fehlen oder nicht positionsgenau angebracht worden sein, dann ist eine spätere Reparatur aufwändig, da eine Montage des Kabelbaums im technischen Gerät, z.B. einem Kraftfahrzeug, nicht mit dem Herstellungsort zusammenfällt und Reparaturmittel nicht zur Verfügung stehen. Somit ist die Prüfung des Kabelbaums während oder im Anschluss an die Fertigung von großer Bedeutung.
  • Ein Prüfsystem zum Prüfen des Kabelbaums enthält zumindest eine Bauteilaufnahme, in der sich ein Mikroschalter befindet. Die Bauteilaufnahme ist derart auf einem Baubrett für die Fertigung des Kabelbaums positioniert, dass sich ein Bauteil, dessen Vorhandensein und Position getestet werden soll, in die Bauteilaufnahme hineinschieben lässt. Durch diese Bewegung wird der Mikroschalter betätigt. Ein dadurch erzeugtes Signal kann daraufhin ausgewertet werden und bestätigt die korrekte Montage des Bauteils am Kabelbaum.
    Wird das Bauteil aus der Bauteilaufnahme entnommen, so nimmt der Mikroschalter seine Ausgangslage wieder ein. Über einen mehrjährigen Zeitraum der Montage gleichartiger Kabelbäume kommt es zu Tausenden von Schaltvorgängen des Mikroschalters und einer hohen Abnutzung.
  • Bekannte Mikroschalter, beispielsweise der TS-32 der Firma Salecom Electronics Co., Ltd. nutzen eine Kontaktierung über ein Gehäuse des Mikroschalters und einen zweiten schaltbaren Kontakt, der mit einer beweglichen Kontaktspitze zusammenwirkt. Dadurch muss jedoch das Gehäuse im Inneren vom schaltbaren Kontakt isoliert werden, wobei sich gezeigt hat, dass sich diese Isolierung im Laufe der Zeit abnutzt. Zudem ist der Schaltpunkt des Mikrotasters stark toleranzabhängig, so dass die über das einzuschiebende Bauteil beaufschlagte Kraft und der zurückgelegte Weg genau bemessen werden müssen, um Fehlschaltungen zu verhindern. Dies ist im Fertigungsprozess ungünstig.
  • Mikroschalter im Allgemeinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart DE 20 2014 003 924 U1 einen Federkontakt-Schaltstift für die Prüfung eines Prüflings. Weiterhin beschreibt das Gebrauchsmuster DE 20 2009 012 411 U1 einen Schaltfeder-Kontaktstift, das Gebrauchsmuster DE 20 2007 007 095 U1 einen Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift, das Gebrauchsmuster DE 295 06 688 U1 einen Schalter mit einer Schaltbrücke. In der Offenlegungsschrift DE 198 08 060 A1 wird ein Grenztester und in der Offenlegungsschrift DE 36 09 127 A1 wird ein Tastschalter beschrieben. Die Patentschrift DE 27 16 192 C2 offenbart einen elektrischen Schalter.
    • Beschreibung der Erfindung
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Mikroschalter und eine Prüfaufnahme bereitzustellen, die eine erhöhte Lebensdauer bei geringem Bauraum und einen definierten Schaltpunkt mit möglichst kleinem Toleranzfeld aufweisen.
  • Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den begleitenden Figuren angegeben.
  • Ein erfindungsgemäßer Mikroschalter besteht aus einer zylindrischen Hülse, in der ein Kolben axial beweglich gelagert ist. Innerhalb des Kolbens ist wiederum ein Kontaktstift axial beweglich gelagert. Der Kontaktstift wirkt mit zwei in einem Boden der Hülse beabstandet voneinander befestigten Gegenkontakten zusammen. Die Bewegung des Kontaktstiftes wird durch zwei Federn unterstützt. Eine Rückstellfeder ist zwischen Hülsenboden und Kolben angeordnet und bewegt den Kolben bei Nichtbetätigung des Mikroschalters in eine Ausgangsstellung. Eine Dämpfungsfeder ist zwischen Kontaktstift und einer Betätigungskappe des Kolbens angeordnet und sorgt für ein weiches Aufsetzen des Kontaktstiftes auf die Gegenkontakte. Um die Bewegung des Kontaktstiftes nur kurz vor einem Aufsetzen auf die Gegenkontakte zu dämpfen, weist die Dämpfungsfeder eine höhere Federkraft als die Rückstellfeder auf. Der Mikroschalter kann mit einer stabilen Metallhülse aufgebaut werden und kommt trotzdem ohne Isolation zwischen Kolben und Hülse aus. Auch führen die zwei Gegenkontakte zu einer größeren Kontaktfläche und verbesserten Führung des Kontaktstiftes. Durch die Dämpfungsfeder ist zudem der Schaltpunkt besser und toleranter einstellbar, da während des Komprimierens der Dämpfungsfeder der elektrische Kontakt über eine ausreichend lange Wegstrecke erhalten bleibt. Es hat sich gezeigt, dass etwa 500.000 Schaltzyklen mit dem erfindungsgemäßen Mikroschalter möglich sind.
  • Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung wird eine erste Schräge eingeführt, die sich im Innenraum der Hülse befindet und sich zum Hülsenboden öffnet. Damit wird der Kolben in der Hülse zentriert und beim Zurückführen des Kolbens in die Ausgangsstellung kommt es zu einem gedämpften Anschlag.
  • Weiterhin ist es vorteilhaft, eine zweite Schräge in einem Innenzylinder des Kolbens einzuführen, die sich zur Betätigungskappe öffnet. Hiermit wird bei einer Bewegung der Kontaktspitze im Kolben eine Zentrierung der Kontaktspitze erreicht. Vorteilhafterweise sind Hülse, Kolben und Kontaktstift rotationssymmetrisch entlang der Bewegungsachse von Kolben und Kontaktstift ausgeformt.
  • Eine weitere Verbesserung des Mikroschalters sieht vor, dass am Hülsenboden eine Halteplatte aus Kunststoff befestigt ist, in der die Gegenkontakte eingelassen sind. Mit der Halteplatte wird die Isolierung der Gegenkontakte gegenüber der Hülse aus Metall auf konstruktiv einfache Weise bewirkt.
  • Vorteilhafterweise besteht die Betätigungskappe aus Metall, so dass bei einem vieltausendfachen Kontakt mit einem Bauteil, das gegen die Betätigungskappe gedrückt wird, es nur zu einem geringen Abrieb und keinen Beschädigungen kommt. Für eine leichte Montage auf dem Kolben, der vorteilhafterweise aus Kunststoff besteht, wird die Betätigungskappe in den Kolben eingepresst. Eine Auflagenfläche der Betätigungskappe steht über einen zentralen Zylinder heraus, wobei der zentrale Zylinder der Betätigungskappe einen größeren Durchmesser hat als ein Innenzylinder des Kolbens.
  • Wenn die Betätigungskappe seitlich über den Kolben und der Kolben axial über die Hülse herausstehen, dann stellt die Hülse für den Kolben und die Betätigungskappe einen Anschlag bereit, der eine Beschädigung der Kontakte (Kontaktstift und Gegenkontakte) verhindert.
  • Für eine gute elektrische Verbindung beim Schalten ist es vorteilhaft, die Oberflächen der Kontakte hochwertig zu gestalten. So wird vorgeschlagen, eine Kontaktspitze einzuführen, die in den Kontaktstift einsetzbar ist, auf der den Gegenkontakten zugewandten Seite. Die Kontaktspitze sollte aus einem mit Edelmetall beschichteten Metall bestehen der Kontaktstift kann aus Kunststoff bestehen und die Kontaktspitze in den Kontaktstift eingepresst werden. Damit wird eine einfache Montage der Kontaktspitze ermöglicht und durch die Materialauswahl bei geringen Kosten eine gute Funktionalität erreicht.
  • Zur Befestigung des Hülsenbodens ist es vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Hülse am Hülsenboden nach Einsetzen der Halteplatte umgebördelt wird, also so umgeformt wird, dass Hülsenboden und Halteplatte fest verbunden sind.
  • Wird eine Kugel zwischen Dämpfungsfeder und Kontaktstift angeordnet, dann kann der Kontaktstift ständig ausgerichtet werden. Damit bleibt ein leichtes Taumeln des Kontaktstifts erlaubt, wodurch sich eine gleichmäßige Kontaktierung, eine geringere Reibung und eine konstantere Federkraft ergeben. Die Kugel ist vorteilhafterweise aus nicht leitendem Material aufgebaut, z.B. Kunststoff oder Glas, um nach außen potentialfrei zu bleiben, selbst wenn der gesamte Kolben aus einem Metall gefertigt ist.
  • Der beschriebene erfindungsgemäße Mikroschalter wird wie folgt in einem erfindungsgemäßen Prüfsystem verbaut:
    Das Prüfsystem umfasst eine Bauteilaufnahme, die einen Hohlraum in Form des aufzunehmenden Bauteils aufweist. In diesen Hohlraum wird der Mikroschalter eingesetzt. In der Regel wird eine Vielzahl von Bauteilaufnahmen mit Mikroschaltern vorzusehen sein, um einen Kabelbaum oder andere technische Gerätschaften umfassend zu prüfen. Eine Auswerteeinrichtung des Prüfsystems ist mit den Gegenkontakten des Mikroschalters verbunden und kann so die durch das Schalten erzeugten elektrischen Signale auswerten und das Vorhandensein und die richtige Positionierung des Bauteils verifizieren.
    • Kurze Figurenbeschreibung
  • Nachfolgend wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine erste Variante des erfindungsgemäßen Mikroschalters,
    Figur 2
    eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Mikroschalters, und
    Figur 3
    ein erfindungsgemäßes Prüfsystem.
  • Die Figuren sind lediglich schematische Darstellungen und dienen nur der Erläuterung der Erfindung. Gleiche oder gleichwirkende Elemente sind durchgängig mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Ein erster erfindungsgemäßer Mikroschalter 1 nach Figur 1 besteht aus einer zylindrischen Hülse 2 mit einem verengten und geöffneten Hals, aus dem sich ein Kolben 3 erhebt. Auch der Kolben 3 ist zylindrisch ausgeformt und ist axial innerhalb der Hülse 2 beweglich angeordnet. Zwischen Hülse 2 und Kolben 3 gibt es nur ein geringes Spiel. Der Kolben 3 kann innerhalb der Hülse 2 in Richtung eines Hülsenbodens 21 gedrückt werden, dann trennen sich Kolben 3 und Hülse 2 an einer ersten, sich zum Hülsenboden 21 öffnenden Schräge 8, die den Hals der Hülse 2 mit einem zentralen breiten Grundkörper verbindet. Die erste Schräge 8 bewirkt eine zentriertes und gedämpftes Bewegen des Kolbens 3 in der Hülse 2, wenn der Kolben 3 bedingt durch die Kraft einer zwischen Hülsenboden 21 bzw. einer am Hülsenboden 21 angebrachten Halteplatte 10 und Kolben 3 angeordneten Rückstellfeder 6 in die Ausgangslage zurückgeführt wird. Figur 1 zeigt den Kolben 3 in der Ausgangslage, in der ein geöffneter elektrischer Kontakt vorliegt.
  • Der Kolben 3 besteht aus Kunststoff, z.B. POM, währenddessen die Hülse aus z.B. aus vernickeltem Messing besteht. Die Halteplatte 10 besteht ebenfalls aus Kunststoff, z.B. PEEK.
  • Die Rückstellfeder 6 ist eine Schraubenfeder, wird aus Edelstahl geformt und hat einen Durchmesser, der etwas kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens 3. Innerhalb des Umfangs der Rückstellfeder 6 sind in der Halteplatte 10 eingelassen zwei Gegenkontakte 51, 52 und ein Kontaktstift 4 angeordnet. Der Kontaktstift 4 wirkt mittig zwischen die zwei Gegenkontakte 51, 52, wobei in den Kontaktstift 4 eine Kontaktspitze 11 eingepresst ist, die -wie auch die Gegenkontakte 51, 52 - zum späteren Kontaktpunkt hin kegelförmig geformt sind. Daher ergibt sich ein relative großflächiger Kontakt über die Kegelflächen von Kontaktspitze 11 und den Gegenkontakten 51, 52. Die Gegenkontakte 51, 52 und die Kontaktspitze 11 sind z.B. vergoldete Messingkontakte. Der Kontaktstift 4 besteht aus einem Kunststoff.
  • Auch der Kontaktstift 4 ist axial beweglich innerhalb des Kolbens 3 angeordnet. Diese Beweglichkeit wird jedoch nur relevant, wenn die Kontaktspitze 11 bereits auf den Gegenkontakten 51, 52, aufsetzt und bei einer weiteren Bewegung des Kolbens 3 in Richtung Hülsenboden 21 sich der Kontaktstift 4 nicht gleichartig bewegt, sondern eine Relativbewegung zum Kolben 3 entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Kolbens 3 ausführt. Damit erfolgt ein weiches Aufsetzen der Kontaktspitze 11 auf die Gegenkontakte 51, 52 und deren Abnutzung wird reduziert. Auch ergibt sich damit ein besser definierten Aufsetzpunkt.
  • Für dieses weiche Aufsetzen ist eine Dämpfungsfeder 7 verantwortlich, die zwischen Kontaktstift 4 und einer in den Kolben 3 eingepressten Betätigungskappe 31 angeordnet ist. Die Betätigungskappe 31 bewegt sich gemeinsam mit dem Kolben 3. Die Dämpfungsfeder 7 ist eine Schraubenfeder aus Edelstahl mit einem Durchmesser kleiner als der Durchmesser eines Innenzylinders des Kolbens 3, in dem sich der Kontaktstift 4 axial bewegen kann. Das Spiel zwischen Innenzylinder des Kolbens 3 und Kontaktstift 4 ist gering, wobei eine zweite Schräge 9, die sich zur Betätigungskappe 31 öffnet die Bewegung des Kontaktstiftes 4 zentriert und einen weichen Anschlag des Kontaktstiftes 4 innerhalb des Kolbens 3 gewährleistet. Die Federkraft der Dämpfungsfeder 7 ist größer als die Federkraft der Rückstellfeder 6, wodurch bei einem Druck auf die Betätigungskappe 31 zuerst entgegen der Kraft der Rückstellfeder 6 Kolben 3 und Kontaktstift 4 im Gleichlauf bewegt werden und erst später, wenn die Kontaktspitze 11 aufsitzt, die Dämpfungsfeder 7 komprimiert wird.
  • Ein weiterer Anschlag ist durch die Form von Betätigungskappe 31 und Kolben 3 bedingt. Ein Rand der Betätigungskappe 31 steht seitlich (also senkrecht zur Achse des Kolbens) über einen zentralen Zylinder der Betätigungskappe 31 und über den Kolbens 3 hinaus.
  • Damit wird der Rand der Betätigungskappe 31 bei einer Betätigung der Betätigungskappe 31 auf den Hals der Hülse 2 aufsetzen, wenn der Kolben 3 weit genug in die Hülse 2 hineingedrückt wird. Der Anschlag verhindert somit eine mechanische Beschädigung des Mikroschalters 1. Der Schaltpunkt des Mikroschalters 1 kann bereits nach 0,80...1,10 mm erreicht sein. Der elektrische Kontakt bleibt erhalten, bis der maximale Betätigungsweg von etwa 2,7 mm durchschritten ist.
  • Ein alternativer zweiter Mikroschalter 1 nach der Erfindung ist durch Figur 2 gezeigt. Der Grundaufbau entspricht dem des ersten Mikroschalters 1 aus Figur 1.
  • Jedoch wird hier auf eine gesonderte Kontaktspitze 11 verzichtet, sondern der Kontaktstift 4, diesmal aus vergoldetem Messing, setzt direkt auf die Gegenkontakte 51, 52 auf. Die Form der Gegenkontakte 51, 52 und einer Spitze des Kontaktstiftes 4 sind zwar auch kegelförmig, doch stärker abgerundet und weniger spitz zulaufend als nach Figur 1.
  • Die in der Halteplatte 10 eingelassenen Gegenkontakte 51, 52 sind jeweils mit einem Kabel 14 verbunden, wobei über den Teil der Gegenkontakte 51, 52, der aus dem Hülsenboden 21 heraussteht und die Kabel 14 eine Isolation in Form eines Schrumpfschlauches gelegt ist.
  • Zur besseren Ausrichtung des Kontaktstiftes 4 ist zwischen Kontaktstift 4 und Dämpfungsfeder 7 eine Kugel 12 aus einem isolierendem Material, hier Glas, eingefügt. Zur Aufnahme der Kugel 12 im Kontaktstift 4 weist der Kontaktstift 4 eine Einkerbung auf der der Dämpfungsfeder 7 zugewandten Seite auf.
  • Der Mikroschalter 1 nach Figur 2 ist im geschalteten Zustand gezeigt, der Kontaktstift 4 verbindet elektrisch die zwei Gegenkontakte 51, 52, sodass ein Stromfluss gemessen werden kann, der anzeigt, dass der Mikroschalter 1 betätigt wurde, also die Betätigungskappe 31, die robust aus einem Metall gefertigt ist, zumindest bis zum Schaltpunkt eingedrückt wurde.
  • Ein erfindungsgemäßes Prüfsystem unter Nutzung eines Mikroschalters 1 nach Figur 1 oder 2 ist in Figur 3 gezeigt. Der Mikroschalter 1 ist in einem Hohlraum 41 einer Bauteilaufnahme 40 des Prüfsystems eingepasst. Der Hohlraum 41 ist dabei derartig ausgeformt, dass er mit der Form eines aufzunehmen und damit auf Vorhandensein und richtige Position zu testenden Bauteils korrespondiert. Wird das Bauteil in die Bauteilaufnahme 40 eingedrückt, wird auch der Mikroschalter 1 betätigt und ein Signal durch Verbindung der Gegenkontakte 51, 52, über die Kontaktspitze 4 bzw. den Kontaktstift 4 erzeugt. Die Gegenkontakte 51, 52 sind mit einer Auswerteeinrichtung 42 verbunden, die somit ein korrekt montiertes Bauteil detektieren kann. Die Auswerteeinrichtung 42 ist in der Regel mit mehreren Mikroschaltern 1 in mehreren Bauteilaufnahmen 40 verbunden und kann somit einen gesamten Kabelbaum mit parallelen Tests prüfen.
    • BEZUGSZEICHENLISTE
    • 1
    Mikroschalter
    2
    Hülse
    3
    Kolben
    4
    Kontaktstift
    6
    Rückstellfeder
    7
    Dämpfungsfeder
    8
    erste Schräge
    9
    zweite Schräge
    10
    Halteplatte
    11
    Kontaktspitze
    12
    Kugel
    13
    Isolation
    14
    Kabel
    21
    Boden
    31
    Betätigungskappe
    40
    Bauteilaufnahme
    41
    Hohlraum
    42
    Auswerteeinrichtung
    51, 52
    Gegenkontakte

Claims (12)

  1. Mikroschalter (1) mit
    - einer zylindrischen Hülse (2) aus Metall,
    - einem innerhalb der Hülse (2) axial beweglich gelagerten Kolben (3),
    - einem innerhalb des Kolbens (3) axial beweglich gelagerten Kontaktstift (4),
    - zwei in einem Boden (21) der Hülse (2) beabstandet voneinander befestigte Gegenkontakte (51, 52),
    - eine Rückstellfeder (6) zwischen Hülsenboden (21) und Kolben (3), die den Kolben (3) bei Nichtbetätigung des Mikroschalters (1) in eine Ausgangsstellung bewegt,
    - einer Dämpfungsfeder (7) zwischen Kontaktstift (4) und einer Betätigungskappe (31) des Kolbens (3), die ein weiches Aufsetzen des Kontaktstiftes (4) auf die Gegenkontakte (51, 52) befördert,
    - wobei die Dämpfungsfeder (7) eine höhere Federkraft als die Rückstellfeder (6) aufweist.
  2. Mikroschalter (1) nach Anspruch 1, mit
    - einer ersten Schräge (8) der Hülse (2), die sich zum Hülsenboden (21) öffnet.
  3. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit
    - einer zweiten Schräge (9) in einem Innenzylinder des Kolbens (3), die sich zur Betätigungskappe (31) öffnet.
  4. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit
    - einer am Hülsenboden (21) befestigten Halteplatte (10) aus Kunststoff, in der die Gegenkontakte (51, 52) eingelassen sind.
  5. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
    die Betätigungskappe (31) aus Metall besteht
  6. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
    der Kolben (3) aus Kunststoff besteht und die Betätigungskappe (31) in den Kolben (3) eingepresst ist.
  7. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei
    die Betätigungskappe (31) seitlich über den Kolben (3) hinaussteht, der Kolben (3) über die Hülse (2) axial heraussteht und so die Hülse (2) für den Kolben (2) durch Anschlag der Betätigungskappe (31) einen axialen Anschlag bereitstellt.
  8. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit
    einer Kontaktspitze (11), die in den Kontaktstift (4) den Gegenkontakten (51, 52) zugewandt eingesetzt ist.
  9. Mikroschalter (1) nach Anspruch 8, wobei
    die Kontaktspitze (11) aus einem mit Edelmetall beschichteten Metall besteht, der Kontaktstift (4) aus Kunststoff besteht und die Kontaktspitze (11) in den Kontaktstift (4) eingepresst ist.
  10. Mikroschalter (1) nach Anspruch 4, wobei
    die Hülse (2) am Hülsenboden (21) nach Einsetzen der Halteplatte (10) umgebördelt wird.
  11. Mikroschalter (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, mit
    einer Kugel (12), die zwischen Dämpfungsfeder (7) und Kontaktstift (4) angeordnet ist.
  12. Prüfsystem mit
    - einer Bauteilaufnahme (40), die einen Hohlraum (41) in Form eines aufzunehmenden Bauteils aufweist,
    - einem Mikroschalter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der innerhalb des Hohlraums (41) angeordnet ist,
    - einer Auswerteeinrichtung (42), die mit den Gegenkontakten (51, 52) des Mikroschalters (1) verbunden ist.
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