Kolbenkopf und eine Feder aufweisenden Bauteiles sowie Bauteil

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage eines eine Hülse, einen Kolben mit Kolbenkopf und eine Feder aufweisenden Bauteiles, bei welchem zunächst die Feder und anschließend der Kolben mit einem ersten Kolbenbereich in die Hülse eingesetzt werden und nachfolgend der Umfangsrand der Hülse radial nach innen bis zur Anlage an einen zweiten Kolbenbereich mit gegenüber dem ersten Kolbenbereich verringertem Durchmesser umgeformt wird .

Außerdem betrifft die Erfindung ein Bauteil mit einer Hülse, einem Kolben mit Kolbenkopf und einer Feder, wobei die Feder und daran axial angrenzend der Kolben mit einem ersten Kolbenbereich in der Hülse angeordnet sind, wobei der Kolben angrenzend an den ersten Kolbenbereich einen zweiten Kolbenbereich mit gegenüber dem ersten Kolbenbereich verringertem Durchmesser aufweist, an den sich freiendseitig der Kolbenkopf anschließt, wobei der Umfangsrand der Hülse radial nach innen bis zur Anlage am zweiten Kolbenbereich umgeformt ist.

Bauteile dieser Art mit einem hülsenförmigen Element und einem federbelasteten Kolben sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen und Größen bekannt. Ein Anwendungsbeispiel sind sogenannte Federkontaktstifte, die Bestandteil von Prüfvorrichtungen sind. Diese Prüfvorrichtungen weisen üblicherweise eine Vielzahl solcher Federkontaktstifte zum Kontaktieren von zu prüfenden Leiterplatten oder sonstigen Prüflingen auf. Der Zusammenbau solcher Bauteile erfolgt bisher üblicherweise in der Weise, dass zunächst die Feder und anschließend der Kolben mit seinem ersten Bereich in die Hülse eingesetzt wird, dieser Montagevorgang erfolgt in axialer Richtung. Um ggf. eine Vorspannung der Feder einstellen zu können und um auf jeden Fall zu vermeiden, dass der Kolben und mit ihm die Feder aus der Hülse herausgleiten können, wird anschließend der Umfangsrand der Hülse radial nach innen bis zur Anlage an einen zweiten Kolbenbereich mit gegenüber dem ersten Kolbenbereich verringertem Durchmesser umgeformt. Dieser nach innen umgeformte Umfangsrand bietet dann einen Endanschlag für den Kolben, welcher nicht weiter aus der Hülse herausgleiten kann, aber gegen die Federkraft in diesen hineingedrückt werden kann. Die Ausbildung dieses nach innen umgeformten Umfangrandes der Hülse erfolgt dabei durch ein radiales Umformwerkzeug, z. B. in Form einer Bördelrolle oder dgl. Eine solche radiale Verformung der Hülse als Anschlag für den Kolben ist jedoch schon im Hinblick auf die äußerst geringen Durchmesser der Hülsen bei üblichen Federkontaktstiften von maximal einigen Millimetern schwierig, außerdem kann die nachträgliche Verformung zu Beschädigungen der Hülse bei der radialen Zustellbewegung des Bördelwerkzeuges führen, da eine radiale Krafteinwirkung auf die Hülse eintritt. Außerdem ist der Montageablauf aufwendig, da zum einen ein axiales Einsetzen von Feder und Kolben und zum anderen eine radiale Zustellung eines Bördelwerkzeuges erforderlich sind.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, ist aus DE 37 20 229 C2 ein speziell gestalteter Federkontaktstift und ein Herstellverfahren bekannt geworden, bei dem aus einem Blech ein Zuschnitt für die Hülse gestanzt wird, in den mindestens ein Einschnitt mit eingestanzt ist, der eine Kante eines zu biegenden Lappens bildet, wobei dann der Zuschnitt zu der Hülse und mindestens ein Lappen gebogen wird . Ein solches Bauteil weist jedoch eine andere Gestaltung als mit nach innen umgeformten Umfangsrand der Hülse auf, was in vielen Anwendungsfällen nicht gewünscht ist.

Aus DE 39 20 850 AI ist ein Federkontaktstift bekannt, der eine Hülse aufweist, in der ein Kolbenglied gleitbar geradegeführt und eine in der Hülse angeordnete Feder abgestützt ist. In die Hülse ist eine Laufbuchse eingesetzt, in der ein Kolben des Kolbengliedes gleitbar geradegeführt ist. Die Laufbuchse ist im vorderen Endbereich der Hülse angeordnet und zur exakten Geradführung des Kolbens oder eines vorderen Kolbens des Kolbengliedes ausgebildet. Das Kolbenglied ist aus der Hülse unter Überwindung von zwischen der Laufbuchse und der Hülse vorliegender hoher Reibungskraft und/oder unter seitlichem Ausbiegen mindestens eines federnden Anschlages axial herausziehbar.

Aus DE 34 06 796 AI ist ein pneumatisches Kontaktierglied für Prüfadapter bekannt. Dieses Kontaktierglied weist einen in einer Adapterplatte zu befestigenden dünnen Zylinder auf, in welchem ein durch eine Rückstellfeder federbelasteter Kolben axial gleitbar geführt ist, mit dem ein Kontaktstift axial bewegungsschlüssig verbunden ist. Zum leichten, raschen Auswechseln des Kontaktstiftes ist an der vom Arbeitsraum abgewendeten Seite des Kolbens eine schlanke Buchse angeordnet, in die der Kontaktstift auswechselbar eingesteckt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung zu schaffen, mit der die Montage eines derartigen Bauteiles wesentlich vereinfacht und Beschädigungen während der Montage zuverlässig vermieden werden.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Kolbenkopf im Übergangsbereich zum zweiten Kolbenbereich mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen wird und der Kolben soweit in die Hülse eingedrückt wird, bis sich der Umfangsrand der Hülse in die Ausnehmung am Kolbenkopf eingeformt hat.

Der Kolbenkopf wird somit mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen, die als eine Gegenform für den zu bildenden, radial nach innen umgeformten Umfangsrand der Hülse dient. Nach dem Einsetzen der Feder und des Kolbens in die Hülse wird der Kolben soweit in die Hülse eingepresst, bis der Umfangsrand an der Ausnehmung des Kolbenkopfes anliegt und in diesen nach innen eingeformt wird . Der Montagevorgang ist damit erkennbar äußerst einfach, d .h. im Prinzip findet nur ein einziger Montageschritt statt, welcher vollautomatisch durchgeführt werden kann. Dabei wirken auf die Hülse keine radialen Kräfte ein, so dass Beschädigungen während der Montage zuverlässig vermieden sind . Ferner ist es mög- lieh, durch gezielte Federauslegung und Auswahl der geometrischen Abmessungen der Hülse auch eine gezielte Vorspannung der Feder im Ruhezustand einzustellen, indem die Federeigenschaften und die Federlänge auf die Position des von dem nach innen umgeformten Umfangsrand gebildeten Endanschlages abgestimmt werden.

Um das Verfahren vollautomatisch durchführen zu können, ist bevorzugt vorgesehen, dass der Kolben von einem Presswerkzeug in die Hülse eingedrückt wird, während die Hülse in einer Pressenaufnahme gehalten ist. Diese Pressenaufnahme kann z. B. als Bohrung ausgebildet sein, in welche die Hülse eingesetzt wird . Die z. B. aus Messing oder einem anderen metallischen Material bestehende Hülse wird dabei plastisch verformt.

Grundsätzlich eignet sich das Verfahren für Bauteile beliebiger Art und Größe, besonders bevorzugt ist das Bauteil aber ein Federkontaktstift.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfindung auch ein Bauteil mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 4 vor, dass sich dadurch auszeichnet, dass der Kolbenkopf im Übergangsbereich zum zweiten Kolbenbereich mit einer umlaufenden Ausnehmung versehen ist, die derart ausgebildet ist, dass sie beim vollständigen Eindrücken des Kolbens in die Hülse ein Einformen des Umfangsrandes der Hülse in die Ausnehmung bewirkt.

Das Bauteil kann, wie vorerwähnt, grundsätzlich unterschiedlich ausgebildet sein und unterschiedliche Dimensionen aufweisen.

Ganz besonders bevorzugt ist das Bauteil ein Federkontaktstift für Prüfvorrichtungen mit Hülsendurchmessern von einigen Millimetern oder geringer.

Ferner ist vorgesehen, dass der erste Kolbenbereich eine Innenbohrung aufweist, in welcher die Feder aufgenommen ist. Alternativ kann das Kolbenende auch z. B. konisch, schräg oder dgl . ausgebildet sein. Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Diese zeigt in

Fig . 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Bauteiles in Form eines

Federkontaktstiftes,

Fig . 2 einen Längsschnitt auf das Bauteil nach Fig. 1 zu Beginn der Montage und Fig . 3 einen Längsschnitt durch das Bauteil nach Fig. 1 am Ende der Montage.

In den Figuren wird ein erfindungsgemäßes Bauteil beispielhaft in Form eines Federkontaktstiftes dargestellt. Dieser allgemein mit 1 bezeichnete Federkontaktstift ist der Übersichtlichkeit halber in deutlich vergrößertem Maßstab dargestellt.

Der Federkontaktstift 1 weist zunächst eine Hülse 2 auf, welche am vorderen Ende 3 verschlossen ist, beispielsweise in Form eines elektrischen Kontaktes. Am gegenüberliegenden offenen Ende weist die Hülse 2 einen Umfangsrand 4 auf, an welche sich beim Ausführungsbeispiel ein Anschlagbund 5 anschließt.

Neben dieser Hülse 2 weist der Federkontaktstift 1 eine Feder 6 und einen Kolben 7 auf.

Die Feder 6 ist beim Ausführungsbeispiel eine Schraubdruckfelder in entsprechend kleiner Größe. Der Kolben 7 weist einen ersten Kolbenbereich 8 auf, dessen Außendurchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser der Hülse 2, so dass der erste Kolbenbereich 8 axial verschiebbar in der Hülse 2 aufgenommen werden kann. Dabei ist der erste Kolbenbereich 8 mit einer Innenbohrung 9 versehen, die so dimensioniert ist, dass die Feder 6 je nach Einbaulage teilweise oder vollständig in dieser aufgenommen werden kann. Angrenzend an den ersten Kolbenbereich 8 weist der Kolben 7 einen zweiten Kolbenbereich 10 mit gegen- über dem ersten Kolbenbereich 8 verringertem Durchmesser auf. An den zweiten Kolbenbereich 10 schließt sich ein Kolbenkopf 11 an . Wesentlich ist nun, dass der Kolbenkopf 11 im Übergangsbereich 12 zum zweiten Kolbenbereich 10 mit einer umlaufenden Ausnehmung 13 versehen ist, deren Funktion nachfolgend näher erläutert wird.

Zur Montage des Federkontaktstiftes 1 wird zunächst die Hülse 2 in eine nicht dargestellte Aufnahmebohrung oder dgl. eines Presswerkzeuges eingesetzt. Anschließend werden in axialer Richtung, d .h. parallel zur Längsachse der Hülse 2 die Feder 6 und der Kolben 7 mit seinem ersten Kolbenbereich 8 in die Hülse 2 eingesetzt, dieser Zustand ist in Fig . 2 dargestellt. Nachfolgend wird der Kolben 7 von einem Presswerkzeug 14 in Richtung des Pfeiles 15 in die Hülse 2 eingedrückt. Bei diesem Zustellvorgang wird der Umfangsrand 4 der Hülse 2 in die Ausnehmung 13 am Kolbenkopf 11 eingedrückt und damit radial nach innen umgeformt bis zur Anlage am Umfangsrand des zweiten Kolbenbereiches 10. Diesen Zustand zeigt die Figur 3. Der gewünschte Umformgrad wird durch den entsprechend einzustellenden Hub des Presswerkzeuges 14 bestimmt.

Bei diesem gesamten Montagevorgang ist die Hülse 2 bzw. der gesamte zu schaffende Federkontaktstift 1 nur in einem einzigen Haltewerkzeug gehalten und es erfolgt nur eine Krafteinwirkung durch das Presswerkzeug 14 in axialer Richtung, eine radiale Krafteinwirkung für die Hülse 2 wird vermieden. Anschließend wird das Presswerkzeug 14 entgegengesetzt zur Richtung des Pfeiles 15 entfernt, so dass aufgrund der Federwirkung der Feder 6 der Kolben 7 soweit aus der Hülse 2 herausgedrückt wird, bis ein Übergangsbereich 16 zwischen dem ersten Kolbenbereich 8 und dem zweiten Kolbenbereich 10 zur Anlage am nach innen umgeformten Umfangsrand 4 der Hülse kommt. Dieser Umfangsrand 4 dient somit als Endanschlag für den Kolben 7.

Je nach Ausgestaltung und Einsatzzweck des Bauteiles (insbesondere des Federkontaktstiftes 1) kann durch entsprechende Auslegung und Dimensionierung der Feder 6 und des Kolbens 7 sowie der Hülse 2 eine gewünschte Vorspannung der Feder 6 in der in Fig . 1 dargestellten Ruhelage realisiert werden, in welcher der Übergangsbereich 16 des Kolbens 7 am Umfangsrand 4 anliegt.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch nicht nur für Bauteile in Form eines Federkontaktstiftes, sondern auch für andere Bauteile, welche eine Hülse, einen Kolben mit Kolbenkopf und eine Feder aufweisen.

Bezugszeichenliste:

1 Federkontaktstift

2 Hülse

3 vorderes Ende

4 Umfangsrand

5 Anschlagbund

6 Feder

7 Kolben

8 erster Kolbenbereich

9 Innenbohrung

10 zweiter Kolbenbereich

11 Kolbenkopf

12 Übergangsbereich

13 Ausnehmung

14 Presswerkzeug

15 Pfeil

16 Übergangsbereich