[0001] Die Erfindung betrifft einen Federkontaktstift mit einem in einer elektrisch leitfähigen
Hülse axial geführten, elektrisch leitfähigen, mit einem Kolben versehenen Kontaktteil,
das von der Kraft einer in der Hülse angeordneten Schraubendruckfeder axial beaufschlagt
ist sowie an seinem freien, außerhalb der Hülse liegenden Ende eine Kontaktierungstelle
aufweist und ein Führungsteil besitzt, das bei einer Axialverlagerung für die relative
Zuordnung des Kontaktteils zur Hülse mit einer an der Hülse angeordneten Führung zusammenwirkt.
[0002] Derartige Federkontaktstifte dienen zum Beispiel zum Kontaktieren von Prüfpunkten
einer zu prüfenden Leiterplatte; sie verbinden die Anschlüsse einer Prüfvorrichtung
mit den genannten Prüfpunkten, wobei die Prüfvorrichtung die Leiterbahnausbildung
der Leiterplatte auf einwandfreie Funktion überprüft. Selbstverständlich sind auch
noch weitere Einsatzgebiete derartiger Federkontaktstifte denkbar, auf die jedoch
hier nicht im einzelnen eingegangen werden soll.
[0003] Ein derartiger Federkontaktstift ist bekannt. Er ist als Dreh-Federkontaktstift ausgebildet.
Sein Kontaktteil ist mit einer Wendel versehen, die sich etwa bis zur Kontaktierungsstelle
erstreckt. Der Randbereich (Austrittsbereich des Kontaktteils) einer Hülse, die eine
Schraubendruckfeder aufnimmt und einen Kolben des Kontaktteils führt, ist in Richtung
des Hülseninneren derart eingebördelt, daß eine Führung für die Wendel gebildet wird.
Erfolgt eine Axialverlagerung des Kontaktteils relativ zur Hülse, so versetzt die
Führung die Wendel in eine Drehbewegung. Dies hat den Vorteil, daß der Kolben, der
im wesentlichen die Stromübertragung vom Kontaktteil auf die Hülse vornimmt, nur einer
relativ geringen und gleichmäßigen Abnutzung unterliegt, so daß die elektrischen Eigenschaften
des Dreh-Federkontaktstift über seine Lebensdauer etwa konstant bleiben.
[0004] Der bekannte Dreh-Federkontaktstift hat jedoch den Nachteil, daß die Tendenz zur
Vergrößerung des Taumelspiels des Kontaktteils relativ zur Hülse besteht; das heißt,
es vergrößert sich -insbesondere bei größeren Querkräften- das Spiel zwischen den
genannten Teilen, so daß sich sowohl die elektrischen als auch die mechanischen Eigenschaften
verschlechtern.
[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federkontaktstift zu schaffen,
der über seine gesamte Nutzungsdauer ein präzises, im wesentlichen gleichbleibendes
Taumelspiel und damit im wesentlichen konstante mechanische und elektrische Eigenschaften
aufweist.
[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungsteil innerhalb
der Hülse angeordnet ist und daß das Kontaktteil zwischen dem Führungsteil und der
Kontaktierungsstelle einen im Querschnitt kreisförmigen Führungsabschnitt aufweist,
der in der Hülse geführt ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung dient der Randbereich
(Endbereich) der Hülse lediglich der Axial- und -bei einem Dreh-Federkontaktstift-
gegebenenfalls der Drehführung des Kontaktteils. Die bei einer Einfederung möglicherweise
auftretenden Seitenkräfte am Kontaktteil werden von der Führung aufgefangen und wirken
nicht im Randbereich der Hülse, sondern sind aufgrund der erfindungsgemäßen Lage des
Führungsteils in einem weit vom Randbereich der Hülse gelegenen Abschnitt wirksam.
Aufgrund der Entfernung vom Randbereich weist die Hülse hier jedoch eine wesentlich
größere mechanische Festigkeit auf, so daß -auch beim Auftreten relativ großer Seitenkräfte
auf das Kontaktteil- keine unerwünschten Verformungen auftreten, die zu einer Vergrößerung
des Taumelspiels führen würden. Sofern das Führungsteil als Mehrkantzylinder ausgebildet
ist, ergibt sich eine hochbelastbare Drehsicherung für das Kontaktteil. Ist das Führungsteil
eine Wendel, so bildet die zur Herbeiführung der Drehbewegung gebildete Führung ein
hochbelastbares Widerlager. Bei dem bekannten Federkontaktstift hingegen werden die
zur Herbeiführung der Drehbewegung notwendigen Kräfte in den Randbereich der Hülse
eingeleitet, der sich dadurch sehr leicht aufweitet, was zu den genannten Nachteilen
führt. Das Kontaktteil des Erfindungsgegenstandes hingegen wird beidseitig des Führungsteils
innerhalb der Hülse geführt, wobei dies einerseits mittels des Kolbens und andererseits
mittels des Führungsabschnitts erfolgt, so daß eine Konstruktion vorliegt, die präzise
Eigenschaften und eine hohe Belastbarkeit garantiert. Die Führung für das Führungsteil,
die relativ große Kräfte in die Hülsenwandung einleiten kann, liegt weit ab vom Randbereich
der Hülse und kann demzufolge große Beanspruchungen ohne Eigenverformung oder Verformung
der Hülse aufnehmen.
[0007] Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß an einem Ende des Führungsteils
der Kolben und am anderen Ende des Führungsteils der Führungsabschnitt angeordnet
ist. Das Führungsteil geht somit direkt in die beiden anderen genannten Bauteile über.
[0008] Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die Stirnseite des Kolbens von der Schraubendruckfeder
beaufschlagt wird. Die Stirnseite weist vorzugsweise hierzu eine kegelförmige Gestalt
auf.
[0009] Bevorzugt ist, daß das Führungsteil einen kleineren Durchmesser als der Kolben und
der Führungsabschnitt aufweist und daß die Führung in der vollständig ausgefederten
Stellung des Federkontaktstifts einen Anschlag für den Kolben und in der vollständig
eingefederten Stellung des Federkontaktstifts einen Anschlag für den Führungsabschnitt
bildet. Mithin übernimmt die -aufgrund des geringeren Durchmessers des Führungsteils-
in das Innere der Hülse ragende Führung eine Mehrfachfunktion, indem sie nicht nur
die Verdrehsicherung oder die Drehbewegung, sondern auch die beiden Anschlagsstellungen
des Dreh-Federkontaktstiftes herbeiführt. Die Führung ist von mindestens einem in
das Innere der Hülse ragenden Vorsprung gebildet, der vom Randbereich der Hülse, aus
dem das Kontaktteil austritt, weit beabstandet ist. Vorzugsweise liegt die Führung
vom Randbereich etwa in einem Abstand entfernt, der ein Drittel der Gesamtlänge der
Hülse beträgt. Vorzugsweise können mehrere Vorsprünge vorgesehen sein, wobei jeder
Vorsprung einer Fläche des Führungsteils zugeordnet ist.
[0010] Für eine besonders einfache und auch mechanisch stabile Ausgestaltung ist der Vorsprung
von einer Bördelung der Wandung der Hülse gebildet. Die Hülse ist somit -im Längsschnitt
des Federkontaktstifts gesehen- stufenförmig eingezogen, wodurch an dieser Stelle
eine Materialverfestigung erfolgt.
[0011] Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Kolben den gleichen Durchmesser
wie der Führungsabschnitt auf. Hierdurch ist es möglich, eine Hülse mit über ihre
Länge gleichen Innendurchmessers zu verwenden (abgesehen von der Führung).
[0012] Vorzugsweise kann die Kontaktierungsstelle an einem Kontaktkopf ausgebildet sein.
Je nach Kontaktierungsaufgabe kann der Kontaktkopf eine dementsprechende Form aufweisen.
Bevorzugt ist die Ausgestaltung als mit Dreikantspitze versehener Kopf.
[0013] Das Führungsteil kann nach einem Ausführungsbeispiel als Dreikantstab ausgebildet
sein. Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist es jedoch auch möglich, daß das
Führungsteil als Vierkantstab oder Mehrkantstab ausgebildet ist.
[0014] Eine besonders einfache, stabile und im Hinblick auf die elektrischen Eigenschaften
besonders günstige Ausgestaltung liegt vor, wenn Kolben, Wendel, Führungsabschnitt
und Kontaktkopf einstückig miteinander ausgebildet sind.
[0015] Zur Festlegung des Federkontaktstifts in einer Aufnahmevorrichtung kann die Hülse
an ihrer äußeren Mantelfläche einen hervorstehenden Bund aufweisen.
[0016] Nach einem anderen Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Federkontaktstift
als Dreh-Federkontaktstift ausgebildet ist, bei dem das Führungsteil eine Wendel bildet.
[0017] Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und
zwar zeigt
- Figur 1
- einen Längsschnitt durch einen Federkontaktstift und
- Figur 2
- einen Längsschnitt durch einen Dreh-Federkontaktstift.
[0018] Der Dreh-Federkontaktstift 1 weist eine Hülse 2 auf, die an ihrem einen Ende 3 einen
offenen Randbereich 4 und an ihrem anderen Ende 5 eine sie abschließende Stirnwandung
6 aufweist. Sie besteht aus einem elektrisch leitfähigem Material, insbesondere Metall.
[0019] Im Inneren der Hülse 2 ist ein Kontaktteil 7 sowohl axial als auch drehbar geführt.
Das Kontaktteil 7 weist an seinem einen Ende einen Kolben 8 auf, an den sich ein als
Wendel 26 ausgebildetes Führungsteil 9 anschließt, das in einen kreiszylindrischen
Führungsabschnitt 10 übergeht. Am anderen Ende besitzt das Kontaktteil 7 einen Kontaktkopf
11, der mit einer Kontaktierungsstelle 12 versehen ist.
[0020] Der Kolben 8 weist an seinem dem Führungsteil 9 abgewandten Ende eine kegelförmige
Stirnseite 13 auf. Die Mantelfläche 14 des Kolbens 8 besitzt einen kreisförmigen Querschnitt
(Kreiszylinder), ebenso wie die Innenwandung 15 der Hülse 2. Das Führungsteil 9, das
einen geringeren Durchmesser als der Kolben 8 aufweist, ist als Vierkantstab 16 ausgebildet.
Der Kolben 8 geht -aufgrund der unterschiedlichen Durchmesser- mit einer Ringstufe
17 in das Führungsteil 9 über. Am anderen Ende des Führungsteils 9 ist wiederum eine
Ringstufe 18 ausgebildet, die zum durchmessergrößeren Führungsabschnitt 10 überleitet.
Der Durchmesser des im Querschnitt kreisförmigen Führungsabschnitts 10 ist ebenso
groß wie der Durchmesser des Kolbens 8.
[0021] Der Kontaktkopf 11 weist einen im Durchmesser gegenüber dem Führungsabschnitt 10
größeren Rundabschnitt 19 auf, der in eine Dreikantspitze 20 übergeht. Diese weist
die Kontaktierungsstelle 12 auf.
[0022] Die Hülse 2 weist in einem Abstand vom Randbereich 4, wobei der Abstand vorzugsweise
etwa ein Drittel der Längserstreckung der Hülse 2 beträgt, eine Führung 21 auf, die
mit dem Führungsteil 9 zusammenwirkt. Die Führung 21 wird von vier, gleichmäßig über
den Umfang der Hülse 2 verteilten Vorsprüngen 22 gebildet, die durch Bördelung der
Wandung 23 der Hülse 2 nach innen geschaffen sind. Jeder Vorsprung 22 wirkt mit einer
Fläche der als Vierkantstab 16 ausgebildeten Wendel 26 zusammen.
[0023] Im Bereich zwischen der Führung 21 und dem Randbereich 4 der Hülse ist ein gegenüber
der äußeren Mantelfläche der Hülse 2 hervorstehender Bund 24 ausgebildet. Dieser dient
der Festlegung des Dreh-Federkontaktstiftes 1 innerhalb einer nicht dargestellten
Vorrichtung.
[0024] Ausgehend von der Stirnwandung 6 ist im Innern der Hülse 2 eine Schraubendruckfeder
25 angeordnet, die sich mit einem Endbereich an der Stirnwandung 6 und mit ihrem anderen
Endbereich an der Stirnseite 13 des Kolbens 8 abstützt. Hierdurch wird das Kontaktteil
7 -stets, also auch in der in der Figur dargestellten ausgefederten Stellung- durch
die Kraft der Schraubendruckfeder 25 axial beaufschlagt.
[0025] Aus der Figur 1 ist deutlich entnehmbar, daß in der vollständig ausgefederten Stellung
des Dreh-Federkontaktstifts die Wendel 26 innerhalb der Hülse 2 liegt, wobei die Ringstufe
17 von der Schraubendruckfeder 25 gegen die Vorsprünge 22 gedrückt wird. Die Wendel
26 erstreckt sich in dieser Stellung des Dreh-Federkontaktstifts 1 nicht bis zum Randbereich
4 der Hülse 2, sondern hält zu diesem einen Abstand. Insofern erfolgt eine Lagerung
des Kontaktteils 7 im Inneren der Hülse 2 und zwar im Randbereich 4, wobei sich der
Randbereich 4 über einen derart großen Längsabschnitt der Hülse 2 erstreckt, daß eine
hinreichende mechanische Stabilität gegeben ist.
[0026] Wird der Dreh-Federkontaktstift 1 bei einer Kontaktierung axial beaufschlagt, das
heißt, das Kontaktteil 7 in das Innere der Hülse 2 hineingeschoben, so wird dabei
die Schraubendruckfeder 25 komprimiert und aufgrund des Zusammenwirkens von der Führung
21 mit der Wendel 26 eine Drehbewegung des Kontaktteils 7 eingeleitet. Beim Einfedern
wird das Kontaktteil 7 einerseits mit seinem Kolben 8 und andererseits mit dem in
der Hülse 2 befindlichen Führungsabschnitt 10 sowohl axial als auch seitlich geführt.
In der vollständig eingefederten Stellung des Dreh-Federkontaktstiftes 1 schlägt die
Ringstufe 18 an der Führung 21 an, wodurch die Drehbewegung gestoppt wird.
[0027] Vorzugsweise besteht der Kolben aus Kupferberyllium und ist galvanisch vernickelt
und vergoldet. Die Hülse 2 besteht vorzugsweise aus Neusilber und ist vergoldet. Die
Schraubendruckfeder 25 ist aus versilbertem Federstahl hergestellt. Besonders gute
Eigenschaften ergeben sich, wenn die Schraubendruckfeder in der vollständig ausgefederten
Stellung des Dreh-Federkontaktstifts l eine Vorspannung von 60cN aufweist. Die Federkraft
beträgt nach einem Federweg von etwa 6,5mm vorzugsweise 150cN. Insgesamt ist ein maximaler
Federweg von etwa 8mm vorgesehen.
[0028] Figur 2 zeigt einen Federkontaktstift, dessen Kontaktteil 7 aufgrund des als zylindrischer
Vierkantstab 16 (beziehungsweise Mehrkantstab) ausgebildeten Führungsteils 9 verdrehgesichert
ist. Bei einem Einfedern des Kontaktteils 7 ist somit sichergestellt, daß der Kontaktkopf
11 eine gleichbleibende Winkelstellung relativ zur Hülse 2 beibehält. Im übrigen entspricht
der sonstige Aufbau des Ausführungsbeispiels der Figur 2 dem der Figur 1, so daß hierauf
nicht näher eingegangen zu werden braucht.
1. Federkontaktstift mit einem in einer elektrisch leitfähigen Hülse axial geführten,
elektrisch leitfähigen, mit einem Kolben versehenen Kontaktteil, das von der Kraft
einer in der Hülse angeordneten Schraubendruckfeder axial beaufschlagt ist sowie an
seinem freien, außerhalb der Hülse liegenden Ende eine Kontaktierungsstelle aufweist
und ein Führungsteil besitzt, das bei einer Axialverlagerung für die relative Zuordnung
des Kontaktteils zur Hülse mit einer an der Hülse angeordneten Führung zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (9) innerhalb der Hülse (2) angeordnet ist und daß das Kontaktteil
(7) zwischen dem Führungsteil (9) und der Kontaktierungsstelle (12) einen im Querschnitt
kreisförmigen Führungsabschnitt (10) aufweist, der in der Hülse (2) geführt ist.
2. Federkontaktstift nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende des Führungsteils (9) der Kolben (8) und am anderen Ende des Führungsteils
(9) der Führungsabschnitt (10) angeordnet ist.
3. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite (13) des Kolbens (8) von der Schraubendruckfeder (25) beaufschlagt
ist.
4. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (9) einen kleineren Durchmesser als der Kolben (8) und der
Führungsabschnitt (10) aufweist und daß die Führung (21) in der vollständig ausgefederten
Stellung des Federkontaktstifts (1) einen Anschlag für den Kolben (8) und in der vollständig
eingefederten Stellung des Federkontaktstifts (1) einen Anschlag für den Führungsabschnitt
(10) bildet.
5. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (21) von mindestens einem in das Innere der Hülse (2) ragenden Vorsprung
(22) gebildet ist.
6. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (22) von einer Bördelung der Wandung (23) der Hülse (2) gebildet
ist.
7. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (8) den gleichen Durchmesser wie der Führungsabschnitt (10) aufweist.
8. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktierungsstelle (12) an einem Kontaktkopf (11) ausgebildet ist.
9. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (9) als Dreikantstab, insbesondere mit ebenen Flächen, ausgebildet
ist.
10. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsteil (9) als Vierkantstab (16), insbesondere mit ebenen Flächen,
oder Mehrkantstab, insbesondere mit ebenen Flächen, ausgebildet ist.
11. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kolben (8), Führungsteil (9), Führungsabschnitt (10) und Kontaktkopf(11) einstückig
miteinander ausgebildet sind.
12. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (2) an ihrer äußeren Mantelfläche einen hervorstehenden Bund (24)
aufweist.
13. Federkontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Ausbildung als Dreh-Federkontaktstift, bei dem das Führungsteil (9) als Wendel
(26) ausgebildet ist.