WO2008138419A1 - Federkontaktstift, insbesondere schaltstift - Google Patents

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WO2008138419A1
WO2008138419A1 PCT/EP2008/002040 EP2008002040W WO2008138419A1 WO 2008138419 A1 WO2008138419 A1 WO 2008138419A1 EP 2008002040 W EP2008002040 W EP 2008002040W WO 2008138419 A1 WO2008138419 A1 WO 2008138419A1
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WO
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contact pin
spring contact
piston
spring
jacket
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Application number
PCT/EP2008/002040
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Kai Dahlhaus
Hans-Albert Büsse
Original Assignee
Feinmetall Gmbh
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06711—Probe needles; Cantilever beams; "Bump" contacts; Replaceable probe pins
    • G01R1/06716—Elastic
    • G01R1/06722—Spring-loaded
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
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    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/16—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting by rolling; by wrapping; Roller or ball contacts
    • H—ELECTRICITY
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R39/00—Rotary current collectors, distributors or interrupters
    • H01R39/02—Details for dynamo electric machines
    • H01R39/18—Contacts for co-operation with commutator or slip-ring, e.g. contact brush
    • H01R39/28—Roller contacts; Ball contacts
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    • H01H1/12—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/24—Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting

Definitions

  • the invention relates to a spring contact pin, in particular switching pin, with a sleeve-shaped shell, in which a spring-loaded piston is mounted longitudinally displaceable.
  • the mentioned switching pin is a special spring contact pin which has an electrical switching function.
  • Spring contact pins and in particular switching pins of the type mentioned are known. Such spring contact pins are suitable for testing preferably electrical specimens by being kept - held by a probe or the like - the respective test specimen to test electrical circuits and / or perform mechanical scanning functions for detecting the presence of components, etc., in particular with switching pins.
  • the life of the known spring contact pins, during which no serious negative changes in the mechanical and / or electrical functions occur, is essentially dependent on the number of strokes of their longitudinally displaceably mounted pistons. Long lifetimes can be achieved when predominantly axial forces, ie forces in the direction of the longitudinal extent of the spring contact pins, occur during the contacting.
  • the invention has for its object to provide a spring contact pin, in particular switching pin, which has a very long service life, in particular leaves no traces of contact on DUT leaves and can also be easily applied with radial force or radial force components in theticianlingscript ist.
  • This object is achieved in that protrudes from the shell a contact tip forming rolling elements, which is rotatably mounted about at least one transverse to the longitudinal extent of the shell fau- fende axis of rotation and axially cooperates with the piston. If an axial scanning of a test object, ie in the longitudinal extent of the spring contact pin, is carried out, then the rolling element transmits the contact force to the longitudinally displaceably mounted piston in a corresponding manner, as in the known spring contact pins. If radial force components are present in the test object contacting, then the rolling element deviates by virtue of its rotation of the present lateral force, without lateral forces being transmitted to the piston.
  • the rolling motion of the rolling element resulting from transverse forces eliminates the detrimental influence of the radial force components.
  • the rolling element In the idle function, ie when no specimen is contacted by means of the spring contact pin, and also in the work function, ie in the educalingsrometechnik, the rolling element is spring-biased so that it, in particular in the rest, correspondingly far protrudes from the jacket as a contact tip. This preload is preferred applied by the spring-loaded piston.
  • the term "contact tip" is not limited to tapered or tapered components.
  • the rolling element is a ball, a cylindrical roller, a tapered roller and / or a spherical roller.
  • all bodies are suitable as rolling elements, which make a rotational or pivoting evasive movement when Radialkraftbeetzung.
  • a ball is used as a rolling element, which can be manufactured with high precision and can be reproducibly stored - regardless of position - in the jacket.
  • the rolling element is mounted in a rolling element guide, in particular in a rolling element cage.
  • the arrangement is made such that the rolling element in the rest position from the jacket of the spring contact pin to form the contact tip protrudes sufficiently far, but can not fall out and correspondingly can occur at a contact, in order to perform a contact transfer, contact function and / or switching function ,
  • the rolling element guide may consist of electrical insulating material.
  • electrical potentials of the samples are transmitted only to the rolling elements, but not to the remaining parts of the spring contact pin in the contacting.
  • the material storing the rolling element in particular insulating material, may preferably also be chosen such that a smooth rotation of the rolling element is possible, even over long periods of time.
  • the rolling body guide is formed by a region of the jacket or arranged as a separate component in the jacket.
  • the rolling body is preferably made of electrically conductive material or of electrical insulating material. If an electrical potential transfer is to take place during the contacting, it is necessary to create the rolling elements from electrically conductive material. If an electrical potential transfer is intentionally avoided, then the potential separation can be carried out by the rolling element by being electrically nonconductive. Of course, in addition or alternatively, other possibilities are given to effect an electrical insulation, for example, in that the rolling elements of electrically conductive material, but the electrical potential does not pass on to other components of the spring contact pin by adjacent to an insulating body and / or in the transmission path is an insulating body.
  • a development of the invention provides that the rolling elements made of metal, in particular steel. This design guarantees high abrasion resistance and therefore a long service life.
  • the rolling element is mounted longitudinally displaceable in the jacket.
  • the contact forces axially - ie in the direction of the longitudinal extension of the spring contact pin - on corresponding elements, in particular on the spring-loaded piston transmitted.
  • a development of the invention provides that the piston acts on the rolling elements with spring bias. As a result, the rolling element in the rest position corresponding far out of the mantle of the Fed contact pin pushed out so that it is available as a contact tip and can compress correspondingly far when exposed to the test specimen.
  • an electrical insulating element can preferably be arranged between the piston and the rolling element, so that electrical potentials which are applied to the rolling element are not transmitted to the piston.
  • the latter is especially intended for switching pins.
  • a development of the invention provides that the piston interacts with a contact pin located in the interior of the jacket. This interaction takes place for the realization of sampling functions, in particular in the case of switching pins.
  • the piston deflects correspondingly far, it touches the contact pin, which closes a circuit and signals that a corresponding piston movement has taken place, for example by checking the presence of a component of the test object by means of the contact tip.
  • the piston has a relative to this longitudinally displaceable, spring-loaded inner piston, which can cooperate with the contact pin. If the piston relatively far into the interior of the spring contact pin and acts in this situation together with the contact pin, then a deeper compression is possible despite the investment on the fixed contact pin when the inner piston touches the contact pin and also at lower compression of the piston deeply compressed. The compression directions of piston and counter-piston are therefore directed opposite.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a spring contact pin, which is designed as a switching pin
  • FIG. 2 shows a sleeve arranged in a module for receiving a spring contact pin according to FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a spring contact pin partially inserted into the sleeve of FIG. 2;
  • FIG. 4 shows the spring contact pin completely inserted into the sleeve
  • Figure 5 shows a comparison with the figure 4 axially offset adjusted spring contact pin
  • FIGS. 6 to 8 show a sequence of figures which act on the loading of the
  • FIG. 1 shows a spring contact pin 1, which is designed as a switching pin 2. It has a sleeve-shaped jacket 3, preferably made of metal. The jacket 3 is provided with an external thread 4 and an axial stop 5.
  • a tubular insulating sleeve 7 In the interior 6 of the shell 3 is a tubular insulating sleeve 7, preferably made of plastic material, which serves electrical electrical isolation.
  • the insulating sleeve 7 receives an electrically conductive switch pin jacket 8, which protrudes axially from the rear portion 9 of the shell 3 and a longitudinal guide for a piston 10, which is axially displaceable within the spring contact pin 1.
  • the piston 10 protrudes with an actuating portion 11 in the direction of the front portion 12 of the spring contact pin 1 from the switching pin jacket 8 and is provided with a cap-like insulating element 13 for electric potential separation.
  • the piston 10 is designed as a hollow piston, so that in its interior 14, an inner piston 15 is received longitudinally displaceable, which - is acted upon in the direction of the rear portion 9 by a helical compression spring 16, which with one end 17 on an end wall 18 of the piston 10 and one end 19 on the inner piston 15 is supported.
  • an insulating piece 20 for electrical electrical isolation is arranged in the interior of the switch pin jacket 8 and held axially fixed by bead connections 21.
  • the insulating piece 20 is provided with a reduced in diameter, pointing in the direction of the front portion 12 neck 22, which merges into a flank stage 23.
  • a helical compression spring 24 is supported with one end 25, whose other end 26 biases a driving ring 26 in the direction of the front region 12, wherein the driving ring 26 is supported on an end wall 27 of the piston 10, so the piston 10 is urged toward the front portion 12.
  • An embossing flank 28 of the driving ring 26 acts on an annular step 29 of an insulating sleeve 30 such that the annular step 29 is urged against the end wall 27 of the piston 10.
  • a guide stub 31 of the insulating sleeve 30 engages radially into the interior of the piston 10, the inner piston 15 abutting against the end wall 32 formed on the guide stub 31 with prestressing.
  • the pressing force of the helical compression spring 24 is greater than that of the helical compression spring 16.
  • a contact pin 33 is held axially, one end 34 of the spring contact pin 1 protrudes in the rear region 9 and the other end 35 forms a contact end 36 for a central projection 37 of the electrically conductive inner piston 15.
  • the inner piston 15 and the contact pin 33 have a switching path s (distance).
  • a rolling body guide 38 of electrically insulating material is arranged within the shell 3, which is sleeve-shaped and has an opening 40 adjacent to a helical wall 39.
  • the Schrägringwandung 39 is covered by a shape-adapted diameter taper 41 of the shell 3 at least partially.
  • a rolling element 42 which is formed as a ball 43 whose diameter is slightly smaller than the inner diameter of the WälzSystem entry 38, wherein the opening 40 is smaller than the diameter of the ball 43 is.
  • the ball 43 is thereby rotatably supported with little play within the WälzConsequently Entry 38, wherein it is acted upon by the piston 10 via the insulating member 12 by means of the helical compression spring 24 such that a portion 44 of the ball 43 as a contact tip 45 from the front portion 12 of Spring contact pin 1 protrudes at rest.
  • the cap-shaped insulating member 13 has a central bore 46, wherein the ball 43 rests against the edges of the bore 46.
  • FIG. 2 illustrates the assembly of the spring contact pin 1.
  • a sleeve 51 is pressed in the direction of the arrow 50, preferably by means of a press-fit tool (not shown).
  • the sleeve 51 has a collar 52 which limits the press-in path.
  • knurls are provided on the outer diameter of the sleeve 51.
  • the external thread 4 of the spring contact pin 1 is screwed into an internal thread 54 of the sleeve 51, wherein the Einschraubweg is limited by the axial stop 5, as can be seen from the figure 4.
  • the axial stop 5 is formed as a polygon with key-wide distance, so that with a corresponding screw-in, which has the associated key width, the screwing can be made in a simple manner.
  • FIGS. 4 and 5 A comparison of FIGS. 4 and 5 shows that the projecting height h of the contact tip 45 of the spring contact pin 1 can be set by a corresponding screw-in depth.
  • Figures 6 to 8 illustrate a loading of the mounted in a mounting module 49 spring contact pin 1 with a DUT 55 which - according to the arrows 56 - the spring contact pin 1 is not axially, but radially fed.
  • the rest position is present, that is, the spring pin 1 is not acted upon by the specimen 55. Consequently, the test circuit 47 is opened, so that the spring contact pin 1 detects no DUT.
  • test piece 55 is so far brought to the spring contact pin 1 in the radial direction that it meets the trained as a ball 43 contact tip 45, whereby the ball 43 accordingly Arrow 56 is rotated, so that no radial forces, but only axial forces are transmitted by correspondingly wide axial compression on the piston 10.
  • test specimen 55 has been guided into its end position, it has pushed the ball 43 under its corresponding unwinding so far that the test circuit 47 is closed by the contact of piston 10 or inner piston 15 and contact pin 33 and the Test object is sensed as "present".

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift, mit einem hülsenförmigen Mantel, in dem ein federbeaufschlagter Kolben längsverschieblich gelagert ist. Es ist vorgesehen, dass aus dem Mantel (3) ein eine Kontaktspitze (45) bildender Wälzkörper (42) herausragt, der um mindestens eine quer zur Längserstreckung des Mantels (3) verlaufende Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem Kolben (10) axial zusammenwirkt.

Description

Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift, mit einem hülsenförmigen Mantel, in dem ein federbeaufschlag- ter Kolben längsverschieblich gelagert ist. Bei dem erwähnten Schaltstift handelt es sich um einen speziellen Federkontaktstift, der eine elektrische Schaltfunktion besitzt.
Federkontaktstifte und insbesondere auch Schaltstifte der eingangs genannten Art sind bekannt. Derartige Federkontaktstifte eignen sich zur Prüfung von vorzugsweise elektrischen Prüflingen, indem sie - gehalten von einem Prüfkopf oder dergleichen - dem jeweiligen Prüfling zugeführt werden, um elektrische Stromkreise zu prüfen und/oder insbesondere bei Schaltstiften mechanische Abtastfunktionen zur Anwesenheitserkennung von Bauteilen usw. vorzunehmen. Die Lebensdauer der bekannten Federkontaktstifte, während der keine gravierenden negativen Änderungen der mechanischen und/oder elektrischen Funktionen auftreten, ist im Wesentlichen von der Anzahl der Hübe ihrer längsverschieblich gelagerten Kolben abhängig. Lange Lebensdauern lassen sich erzielen, wenn überwie- gend axiale Kräfte, also Kräfte in Richtung der Längserstreckung der Federkontaktstifte, beim Kontaktieren auftreten. Verlässt der Anwender die axiale Betätigungsrichtung, sodass radiale Komponenten größeren Einfluss gewinnen, so ändert sich die Lebensdauer der Federkontaktstifte signifikant. Diese Abnahme der Lebensdauer geht gelegentlich auch mit einem Hinterlassen von Kontaktspuren an den Prüflingen einher. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift, anzugeben, der eine sehr hohe Lebensdauer aufweist, insbesondere keine Kontaktspuren am Prüfling hin- terlässt und auch problemlos mit radialer Kraft oder radialen Kraft- komponenten bei der Prüflingskontaktierung beaufschlagt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass aus dem Mantel ein eine Kontaktspitze bildender Wälzkörper herausragt, der um mindestens eine quer zur Längserstreckung des Mantels verlau- fende Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem Kolben axial zusammenwirkt. Erfolgt eine axiale Abtastung eines Prüflings, also in Längserstreckung des Federkontaktstifts, so überträgt der Wälzkörper die Kontaktkraft an den längsverschieblich gelagerten Kolben in entsprechender Weise, wie bei den bekannten Federkontaktstiften. Liegen bei der Prüflingskontaktierung radiale Kraftkomponenten vor, so weicht der Wälzkörper durch seine Drehung der vorliegenden Seitenkraft aus, ohne dass Seitenkräfte auf den Kolben übertragen werden. Hierdurch entsteht kein erhöhter Abrieb am Prüfling, sodass Kontaktspuren nicht auftreten können. Ferner wird der Kolben nicht mit Querkräften belastet, sodass er leichtgängig und präzise ohne erhöhten Seitendruck geführt ist, wodurch eine lange Lebensdauer bei reproduzierbaren Verhältnissen gegeben ist. Die bei Querkräften entstehende Rollbewegung des Wälzkörpers eliminiert daher den schädlichen Einfluss der radialen Kraftkomponenten. In der Ruhe- funktion, wenn also kein Prüfling mittels des Federkontaktstifts kontaktiert wird, und auch in der Arbeitsfunktion, also bei der Prüflingskontaktierung, wird der Wälzkörper federvorgespannt, sodass er, insbesondere in der Ruhefunktion, entsprechend weit aus dem Mantel als Kontaktspitze herausragt. Diese Vorspannung wird Vorzugs- weise vom federbeaufschlagten Kolben aufgebracht. Der Begriff „Kontaktspitze" ist nicht auf spitz zulaufende oder verjüngende Bauteile beschränkt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Wälzkörper eine Kugel, eine Zylinderrolle, eine Kegelrolle und/oder eine Pendelrolle ist. Grundsätzlich sind als Wälzkörper alle Körper geeignet, die bei Radialkraftbeaufschlagung eine drehende beziehungsweise verschwenkende Ausweichbewegung vornehmen. Besonders bevorzugt wird als Wälzkörper eine Kugel eingesetzt, die hochpräzise gefertigt und reproduzierbar - allseitig stellungsunabhängig - im Mantel gelagert werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Wälzkörper in einer Wälzkörperführung, insbesondere in einem Wälzkörperkäfig, gelagert. Die Anordnung ist dabei derart getroffen, dass der Wälzkörper in Ruhestellung aus dem Mantel des Federkontaktstifts zur Ausbildung der Kontaktspitze hinreichend weit herausragt, jedoch nicht herausfallen kann und bei einer Kontaktierung entsprechend weit eintreten kann, um eine Kontaktübertragung, Kontaktfunktion und/oder Schaltfunktion ausüben zu können.
Bevorzugt kann die Wälzkörperführung aus elektrischem Isoliermaterial bestehen. Demzufolge werden elektrische Potenziale der Prüflinge nur auf den Wälzkörper, nicht jedoch auf die übrigen Teile des Federkontaktstifts bei der Kontaktierung übertragen. Das den Wälzkörper lagernde Material, insbesondere Isoliermaterial, kann bevor- zugt ferner derart gewählt sein, dass eine leichtgängige Drehung des Wälzkörpers - auch über lange Zeiträume betrachtet - möglich ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Wälzkörperführung von einem Bereich des Mantels gebildet oder als separates Bauteil im Mantel angeordnet ist.
Der Wälzkörper besteht bevorzugt aus elektrisch leitfähigem Material oder aus elektrischem Isoliermaterial. Sofern eine elektrische Potenzialübertragung bei der Kontaktierung erfolgen soll, ist es notwendig, den Wälzkörper aus elektrisch leitfähigem Material zu erstellen. Soll bewusst eine elektrische Potenzialübertragung vermieden werden, so kann die Potenzialtrennung von dem Wälzkörper durchgeführt werden, indem er elektrisch nichtleitend ausgebildet ist. Selbstverständlich sind auch zusätzlich oder alternativ andere Möglichkeiten gegeben, um eine elektrische Isolierung zu bewirken, beispielsweise dadurch, dass der Wälzkörper aus elektrisch leitfähigem Material besteht, jedoch das elektrische Potenzial nicht an andere Kompo- nenten des Federkontaktstifts weitergibt, indem er an einen Isolierkörper angrenzt und/oder im Übertragungsweg ein Isolierkörper liegt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Wälzkörper aus Metall, insbesondere Stahl, besteht. Diese Ausgestaltung garantiert hohe Abriebfestigkeit und daher eine lange Standzeit.
Es ist vorteilhaft, wenn der Wälzkörper längsverschieblich im Mantel gelagert ist. Hierdurch lassen sich die Kontaktkräfte axial - also in Richtung der Längserstreckung des Federkontaktstifts - auf entsprechende Elemente, insbesondere auf den federbeaufschlagten Kolben, übertragen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kolben den Wälzkörper mit Federvorspannung beaufschlagt. Hierdurch wird der Wälzkörper in Ruhestellung entsprechend weit aus dem Mantel des Federkontaktstifts herausgedrängt, sodass er als Kontaktspitze zur Verfügung steht und bei Beaufschlagung durch den Prüfling entsprechend weit axial einfedern kann.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann vorzugsweise zwischen dem Kolben und dem Wälzkörper ein elektrisches Isolierelement angeordnet sind, sodass elektrische Potenziale, die am Wälzkörper anliegen, nicht auf den Kolben übertragen werden. Letzteres ist insbesondere bei Schaltstiften vorgesehen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Kolben mit ei- nem sich im Innern des Mantels befindlichen Kontaktstift zusammenwirkt. Dieses Zusammenwirken erfolgt zur Realisierung von Abtastfunktionen, insbesondere bei Schaltstiften. Wenn der Kolben entsprechend weit einfedert, berührt er den Kontaktstift, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird und signalisiert, dass eine entspre- chende Kolbenbewegung stattgefunden hat, beispielsweise dadurch, dass mittels der Kontaktspitze die Anwesenheit eines Bauteils des Prüflings geprüft wurde.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn der Kolben einen relativ zu diesem längsverschieblichen, federbeaufschlagten Innenkolben aufweist, der mit dem Kontaktstift zusammenwirken kann. Federt der Kolben relativ weit in das Innere des Federkontaktstifts ein und wirkt in dieser Situation mit dem Kontaktstift zusammen, so ist auch ein tieferes Einfedern trotz der Anlage am feststehenden Kontaktstift möglich, wenn der Innenkolben auf den Kontaktstift aufsetzt und bei tieferem Einfedern des Kolbens ebenfalls entsprechend tief einfedert. Die Einfederrichtungen von Kolben und Gegenkolben sind daher entgegengesetzt gerichtet. Die Zeichnungen veranschaulichen die Erfindung anhand der Figuren, und zwar zeigt:
Figur 1 einen Längsschnitt durch einen Federkontaktstift, der als Schaltstift ausgebildet ist,
Figur 2 eine in einem Modul angeordnete Hülse zur Aufnahme eines Federkontaktstifts gemäß Figur 1 ,
Figur 3 einen teilweise in die Hülse der Figur 2 eingeführten Federkontaktstift,
Figur 4 den vollständig in die Hülse eingebrachten Fe- derkontaktstift,
Figur 5 einen gegenüber der Figur 4 axial versetzt justierten Federkontaktstift und
Figuren 6 bis 8 eine Figurenfolge, die eine Beaufschlagung des
Federkontaktstifts der Figur 1 mit radialer und a- xialer Kraftkomponente betrifft.
Die Figur 1 zeigt einen Federkontaktstift 1 , der als Schaltstift 2 ausgebildet ist. Er weist einen hülsenförmigen Mantel 3, vorzugsweise aus Metall auf. Der Mantel 3 ist mit einem Außengewinde 4 und einem Axialanschlag 5 versehen.
Im Innern 6 des Mantels 3 befindet sich eine rohrförmige Isolierhülse 7, vorzugsweise aus Kunststoffmaterial, die einer elektrischen Potenzialtrennung dient. Die Isolierhülse 7 nimmt einen elektrisch leitfähigen Schaltstiftmantel 8 auf, der axial aus dem hinteren Bereich 9 des Mantels 3 herausragt und eine Längsführung für einen Kolben 10 bildet, der axial innerhalb des Federkontaktstifts 1 verschieblich ist. Der Kolben 10 ragt mit einem Betätigungsabschnitt 11 in Richtung auf den vorderen Bereich 12 des Federkontaktstifts 1 aus dem Schaltstiftmantel 8 heraus und ist mit einem kappenartigen Isolier- element 13 zur elektrischen Potenzialtrennung versehen. Der Kolben 10 ist als Hohlkolben ausgebildet, sodass in seinem Inneren 14 ein Innenkolben 15 längsverschieblich aufgenommen ist, der - in Richtung des hinteren Bereichs 9 mittels einer Schraubendruckfeder 16 beaufschlagt wird, die sich mit einem Ende 17 an einer Stirnwand 18 des Kolbens 10 und mit einem Ende 19 am Innenkolben 15 abstützt.
In der Nähe des hinteren Bereichs 9 ist im Innern des Schaltstiftmantels 8 ein Isolierstück 20 zur elektrischen Potenzialtrennung angeordnet und durch Sickenverbindungen 21 axial ortsfest gehalten. Das Isolierstück 20 ist mit einem im Durchmesser verkleinerten, in Richtung auf den vorderen Bereich 12 weisenden Hals 22 versehen, der in eine Flankenstufe 23 übergeht. An der Flankenstufe 23 stützt sich eine Schraubendruckfeder 24 mit einem Ende 25 ab, deren anderes Ende 26 einen Mitnahmering 26 in Richtung auf den vorderen Bereich 12 mit Vorspannung beaufschlagt, wobei sich der Mitnahme- ring 26 an einer Stirnwand 27 des Kolbens 10 abstützt, sodass der Kolben 10 in Richtung auf den Vorderbereich 12 gedrängt wird. Eine Übergriffflanke 28 des Mitnahmerings 26 beaufschlagt eine Ringstufe 29 einer Isolierhülse 30 derart, dass die Ringstufe 29 gegen die Stirnwand 27 des Kolbens 10 gedrängt wird. Mit einem Führungs- stutzen 31 der Isolierhülse 30 greift diese radial ein Stück weit in das Innere des Kolbens 10 hinein, wobei der Innenkolben 15 gegen die an dem Führungsstutzen 31 ausgebildete Stirnwand 32 mit Vorspannung anliegt. Die Druckkraft der Schraubendruckfeder 24 ist größer als die der Schraubendruckfeder 16. In einer Innenbohrung 32 des Isolierstücks 20 ist ein Kontaktstift 33 axial gehalten, dessen eines Ende 34 aus dem Federkontaktstift 1 im hinteren Bereich 9 herausragt und dessen anderes Ende 35 ein Kontaktende 36 für einen Zentralvorsprung 37 des elektrisch leitfähi- gen Innenkolbens 15 bildet. In der aus der Figur 1 hervorgehenden Ruhestellung des Federkontaktstifts 1 weisen Innenkolben 15 und Kontaktstift 33 einen Schaltweg s (Abstand) auf.
Im vorderen Bereich 12 des Federkontaktstifts 1 ist innerhalb des Mantels 3 eine Wälzkörperführung 38 aus elektrisch isolierendem Material angeordnet, die hülsenförmig ausgebildet ist und eine an eine Schrägringwandung 39 angrenzende Öffnung 40 aufweist. Die Schrägringwandung 39 wird von einer formangepassten Durchmesserverjüngung 41 des Mantels 3 zumindest bereichsweise überfangen. Innerhalb der Wälzkörperführung 38, die auch als Wälzkörper- käfig bezeichnet werden kann, befindet sich ein Wälzkörper 42, der als Kugel 43 ausgebildet ist, deren Durchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Wälzkörperführung 38 ist, wobei die Öffnung 40 kleiner als der Durchmesser der Kugel 43 ist. Die Kugel 43 ist hierdurch mit geringem Spiel beliebig verdrehbar innerhalb der Wälzkörperführung 38 gelagert, wobei sie mittels der Schraubendruckfeder 24 von dem Kolben 10 über das Isolierelement 12 derart beaufschlagt wird, dass ein Teilbereich 44 der Kugel 43 als Kontaktspitze 45 aus dem vorderen Bereich 12 des Federkontaktstifts 1 in Ruhestellung herausragt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das kappenförmige Isolierelement 13 eine zentrale Bohrung 46 aufweist, wobei die Kugel 43 an den Rändern der Bohrung 46 anliegt.
Es ergibt sich folgende Funktion: Wird bei einer Prüfung eines Prüflings die Kontaktspitze 45, also die Kugel 43 axial beaufschlagt, so drückt sie über das Isolierelement 13 den Kolben 10 unter Komprimieren der Schraubendruckfeder 24 zurück, wobei der Innenkolben
15 mitgenommen wird, sodass sein Zentralvorsprung 37 gegen das Kontaktende 36 des Kontaktstifts 33 tritt. Hierdurch wird ein Prüf- Stromkreis geschlossen, der mit 47 angedeutet ist. Mithin ergibt sich ein Stromweg vom Pluspol des Prüfstromkreises 47 über den Schaltstiftmantel 8, den Kolben 10, den Innenkolben 15 und den Kontaktstift 33 zum Minuspol des Prüfstromkreises 47. Wird bei der Prüfung die Kontaktspitze 45, also die Kugel 43, relativ weit in das Innere des Mantels 3 eingedrückt, so wird dies nicht durch das Aufeinanderliegen von Innenkolben 15 und Kontaktstift 33 behindert, da der Innenkolben 15 unter Komprimieren der Schraubendruckfeder
16 in das Innere 14 des Kolbens 10 tiefer eintreten kann.
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Abweichung vom Ausführungsbeispiel der Figur 1 vorgesehen, dass kein separater Mitnahmering 26 ausgebildet ist, sondern dass die Ringstufe 29 derart vergrößert realisiert ist, dass der Mitnahmering 26 einstückig von der Isolierhülse 30 mit ausgebildet wird. Demzufolge wird die Ringstufe 29 auf einer Seite von der Schraubendruckfeder 24 beauf- schlagt und liegt auf der anderen Seite an dem Kolben 10 an.
Die Figur 2 verdeutlicht die Montage des Federkontaktstifts 1. In eine Aufnahmebohrung 48 eines Montagemoduls 49 wird in Richtung des Pfeils 50 eine Hülse 51 vorzugsweise mittels eines nicht dargestellten Einpresswerkzeugs eingedrückt. Die Hülse 51 weist einen Kra- gen 52 auf, der den Einpressweg begrenzt. Um einen sicheren Halt der Hülse 51 in der Aufnahmebohrung 48 zu gewährleisten, sind am Außendurchmesser der Hülse 51 vorzugsweise Rändelausbildungen vorgesehen. Nunmehr wird - gemäß Figur 3 - der Federkontaktstift 1 mit seiner Kopfseite voran, also mit seinem vorderen Bereich 12, in die den Kragen 52 aufweisende Seite der Hülse 1 gemäß Pfeil 53 eingeschoben. Im Zuge der weiteren Montage wird das Außengewinde 4 des Federkontaktstifts 1 in ein Innengewinde 54 der Hülse 51 eingeschraubt, wobei der Einschraubweg durch den Axialanschlag 5 begrenzt ist, so wie dies aus der Figur 4 hervorgeht. Zur Erleichterung des Einschraubens ist der Axialanschlag 5 als Vieleck mit schlüsselweitem Abstand ausgebildet, sodass mit einem entsprechenden Einschraubwerkzeug, das die zugehörige Schlüssel- weite aufweist, der Einschraubvorgang auf einfache Art und Weise vorgenommen werden kann.
Ein Vergleich der Figuren 4 und 5 zeigt, dass die Herausraghöhe h der Kontaktspitze 45 des Federkontaktstifts 1 durch entsprechende Einschraubtiefe einstellbar ist. Dieser Einstellbereich (beziehungs- weise ein Teil davon) ist in der Figur 5 mit x gekennzeichnet. Bei x = 0 ist die größte Herausraghöhe h realisiert; x > 0 bedeutet eine geringere Herausraghöhe h.
Die Figuren 6 bis 8 verdeutlichen eine Beaufschlagung des in einem Montagemodul 49 montierten Federkontaktstift 1 mit einem Prüfling 55, der - entsprechend der Pfeile 56 - dem Federkontaktstift 1 nicht axial, sondern radial zugeführt wird. In Figur 6 liegt die Ruhestellung vor, das heißt der Federkontaktstift 1 wird vom Prüfling 55 nicht beaufschlagt. Demzufolge ist der Prüfstromkreis 47 geöffnet, sodass der Federkontaktstift 1 keinen Prüfling detektiert.
In Figur 7 ist der Prüfling 55 derart weit an den Federkontaktstift 1 in radialer Richtung herangeführt, dass er auf die als Kugel 43 ausgebildete Kontaktspitze 45 trifft, wodurch die Kugel 43 entsprechend Pfeil 56 in Drehung versetzt wird, sodass auf den Kolben 10 keine Radialkräfte, sondern lediglich Axialkräfte durch entsprechend weites axiales Einfedern übertragen werden.
Ist - gemäß Figur 8 - der Prüfling 55 in seine Endposition geführt worden, so hat er die Kugel 43 unter ihrem entsprechenden Abrollen so weit eingedrückt, dass der Prüfstromkreis 47 durch Aufeinander- treten von Kolben 10 beziehungsweise Innenkolben 15 und Kontaktstift 33 geschlossen wird und der Prüfling als „anwesend" sensiert wird.
Aus alledem geht hervor, dass aufgrund der die Kontaktspitze 45 des Federkontaktstifts 1 bildenden Wälzkörpers 42, der insbesondere als Kugel 43 ausgebildet sein kann, die Radialbeaufschlagung von Innenbaugruppen des Federkontaktstifts 1 vermieden wird und hierdurch frühzeitige Ausfallerscheinungen verhindert werden. Die inne- ren Komponenten des Federkontaktstifts 1 werden nur axial in üblicher Weise beaufschlagt. Durch den Wälzkörper 42, der um mindestens eine quer zur Längserstreckung des Mantels 3 des Federkontaktstifts 1 verlaufende, nicht dargestellte Drehachse rotieren kann, werden überdies Kontaktspuren am Prüfling verhindert. Unter dem Begriff „quer" ist jeder beliebige Winkel zur Längserstreckung des Mantels zu verstehen, der von 0° und 180° abweicht.

Claims

Schutzansprüche
1. Federkontaktstift, insbesondere Schaltstift, mit einem hülsen- förmigen Mantel, in dem ein federbeaufschlagter Kolben längsver- schieblich gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Mantel (3) ein eine Kontaktspitze (45) bildender Wälzkörper (42) herausragt, der um mindestens eine quer zur Längserstreckung des Mantels (3) verlaufende Drehachse drehbar gelagert ist und mit dem Kolben (10) axial zusammenwirkt.
2. Federkontaktstift nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeich- net, dass der Wälzkörper (42) eine Kugel (43), eine Zylinderrolle, eine Kegelrolle und/oder eine Pendelrolle ist.
3. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (42) in einer Wälzkörperführung (38), insbesondere in einem Wälzkörperkäfig, gelagert ist.
4. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperführung (38) aus elektrischem Isoliermaterial besteht.
5. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörperführung (38) von einem Bereich des Mantels (3) gebildet oder als separates Bauteil im Mantel (3) angeordnet ist.
6. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (42) aus elektrisch leitfähigem Material oder aus elektrischem Isoliermaterial besteht.
7. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (42) aus Metall, insbesondere aus Stahl, besteht.
8. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzkörper (42) längsver- schieblich im Mantel (3) gelagert ist.
9. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) den Wälzkörper (42) mit Federvorspannung beaufschlagt.
10. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen dem Kolben (10) und dem Wälzkörper (42) ein elektrisches Isolierelement (13) befindet.
11. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) mit einem sich im Innern des Mantels (3) befindlichen Kontaktstift (33) zusammenwirken kann.
12. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (10) einen relativ zu diesem längsverschieblichen, federbeaufschlagten Innenkolben (15) aufweist, der mit dem Kontaktstift (33) zusammenwirken kann.
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