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Die
Erfindung betrifft eine Dockingvorrichtung zum Kuppeln einer aus
einem Handler oder Prober bestehenden ersten Vorrichtung und einer
aus einem Testkopf für
elektronische Bauelemente bestehenden zweiten Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des
Anspruches 1.
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Zum
Testen elektronischer Bauelemente wie beispielsweise integrierter
Schaltungen (IC) wird bekannterweise eine Testvorrichtung mit einem
Testkopf verwendet, der mit einem Handhabungsgerät für die elektronischen Bauelemente,
beispielsweise einem Handler oder Prober, verbunden werden muss. Um
das Andocken des bis zu 1000 kg schweren Testkopfs an das Handhabungsgerät auf möglichst
einfache, leichte und präzise
Weise zu ermöglichen,
sind spezielle Dockingvorrichtungen, d.h. Kupplungsvorrichtungen
entwickelt worden, die einerseits am Handhabungsgerät und andererseits
am Testkopf befestigt werden. Nachteilig bei derartigen bekannten
Dockingvorrichtungen ist jedoch, dass sie das Andocken des Testkopfs
nicht immer auf die gewünschte
einfache, leichte und präzise
Weise ermöglichen und
darüber
hinaus häufig
teuer oder kompliziert aufgebaut sind.
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Aus
der
DE 102 16 003
A1 ist eine Dockingvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1
bekannt, welche die oben erwähnten
Nachteile mittels einer Kugelklemmhülse vermeidet, die drehfest, aber
in ihrer Axialrichtung verschiebbar innerhalb der Verriegelungseinheit
angeordnet ist und mittels einer die Kugelklemmhülse umgebenden Gewindehülse spindelartig
in Axialrichtung bewegt werden kann. Das Drehen der Gewindehülse erfolgt über eine
Seilzugvorrichtung. Obwohl diese bekannte Dockingvorrichtung gegenüber anderen
bekannten Vorrichtungen bereits deutliche Vorzüge hat, ist sie dennoch hinsichtlich
ihrer Handhabung verbesserungsfähig.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dockingvorrichtung der
eingangs genannten Art zu schaffen, die ein besonderes einfaches,
leichtes und präzises
Kuppeln des Handhabungsgerätes
mit dem Testkopf ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Dockingvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen der
Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Bei
der erfindungsgemäßen Dockingvorrichtung
ist die Kugelklemmhülse
von einer gegenüber dem
Einführbereich
des Verriegelungsstifts druckdicht abgeschlossenen, ringförmigen Druckkammer umgeben
und mittels eines Ringkolbens in axialer Richtung bewegbar, der
mittels eines in die Druckkammer eingeleiteten Druckmittels betätigbar ist.
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Mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Dockingvorrichtung
ist ein einfaches, leichtes und präzises Kuppeln des Handhabungsgerätes mit
dem Testkopf möglich,
da es mittels eines Druckmittels, insbesondere pneumatisch, automatisiert
vorgenommen werden kann. Gegenüber
einer mechanischen Betätigung
der Verriegelungseinheit hat die druckmittelunterstützte Betätigung den
weiteren Vorteil, dass sie sehr schnell und auf verschleißarme Weise
erfolgen kann. Darüber
hinaus kann die Vorrichtung auf einfache, kostengünstige Weise
und mit wenig Teilen realisiert werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
die Druckkammer auf einer Stirnseite von einer Deckplatte der Verriegelungseinheit
und radial nach innen von einem Hülsenelement begrenzt, das die Kugelklemmhülse koaxial
umgibt und sich von der Deckplatte weg erstreckt. Ferner weist die
Kugelklemmhülse
einen sich über
das Hülsenelement
radial nach außen
erstreckenden Mitnehmerflansch auf, der mit dem Ringkolben verbunden
ist. Eine derartige Anordnung lässt
sich auf eine einfache und kostengünstige Weise herstellen und
stellt eine einwandfreie Funktion über einen langen Zeitraum sicher.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform ist
zumindest auf der der Druckkammer gegenüberliegenden Seite des Ringkolbens
ein Federmittel vorgesehen, welches auf den Ringkolben eine axiale
Federkraft ausübt,
die der Schubkraft des Druckmittels entgegengesetzt ist. Ein derartiges
Federmittel, das beispielsweise aus mehreren, um die Mittelachse
der Verriegelungseinheit herum angeordneten Federn oder auch aus
einer einzigen Feder bestehen kann, ermöglicht auf einfache Weise,
dass auf den Ringkolben eine den Ringkolben in seine Ausgangsposition zurück bewegende Rückstellkraft
aufgebracht wird, wenn die Druckkammer druckfrei geschaltet wird,
um die Verriegelung aufzuheben.
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Weiterhin
kann auch gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
in der Druckkammer ein Federmittel vorgesehen sein, welches auf
den Ringkolben eine axiale Federkraft ausübt. Dieses Federmittel, das
zweckmäßigerweise
eine oder mehrere Druckfedern umfasst, kann einerseits die Wirkung
des Druckmittels beim Verschieben des Ringkolbens unterstützen und
andererseits in Kombination mit dem auf der gegenüberliegenden
Seite angeordneten Federmittel den Ringkolben in einer Nullstellung
positionieren, wenn das Druckmittel aus der Druckkammer abgelassen
wird.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es
zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines Handhabungsgeräts, eines
Testkopfs und einer Dockingvorrichtung zum Kuppeln dieser beiden
Vorrichtungen,
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2:
eine Verriegelungseinheit in Explosionsdarstellung,
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3:
einen Schnitt durch eine Verriegelungseinheit, wobei ein Verriegelungsstift
zu Beginn des Einführvorgangs
dargestellt ist,
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4:
die Verriegelungseinheit von 3 in einer
zweiten Stellung, wobei der Verriegelungsstift etwas weiter eingeführt ist,
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5:
die Verriegelungseinheit von 3 in einer
dritten Stellung, wobei der Ringkolben bereits etwas zugestellt
ist, um den Verriegelungsstift zu verriegeln, und
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6:
die Verriegelungseinheit von 3 in einer
vierten Stellung, die der End-Verriegelungsstellung entspricht.
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In 1 ist
schematisch ein Handhabungsgerät 1 sowie
ein Testkopf 2 dargestellt. Zum Andocken des Testkopfs 2 am
Handhabungsgerät 1 wird eine
entweder direkt am Handhabungsgerät 1 oder an einem
nicht dargestellten Zwischenrahmen befestigbare Dockingplatte 3 verwendet,
auf der insgesamt vier, in den Eckenbereichen der Dockingplatte 3 angeordnete
Verriegelungseinheiten 4 befestigt sind. Die Verriegelungseinheiten 4 sind
mittels eines Druckmittels, zweckmäßigerweise mittels Druckluft, betätigbar,
das über
Druckmittelleitungen 5, 6 zur Verriegelungseinheit 4 zugeführt bzw.
von dieser abgeführt
werden kann.
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Am
Testkopf 2 sind vier Verriegelungsstifte 7 befestigt,
welche über
den Testkopf 2 vorragen und, wie nachfolgend noch näher beschrieben
wird, mit den Verriegelungseinheiten 4 in Eingriff bringbar sind.
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Das
Andocken des Testkopfs 2 am Handhabungsgerät 1 erfolgt
dabei derart, dass zunächst
der Testkopf 2 soweit auf das Handhabungsgerät 1 bzw. auf
die Dockingplatte 3 zu bewegt wird, bis die Verriegelungsstifte 7 in
mittige, eine Zentrierbohrung 12 aufweisende Einführöffnungen
der Verriegelungseinheiten 4 eingeführt sind, wodurch der Testkopf 2 zentriert
wird. Anschließend
werden die Verriegelungsein heiten 4 durch Zuführen von
Druckmittel derart betätigt,
dass die Verriegelungsstifte 7 und damit der Testkopf 2 noch
weiter zur Dockingplatte 3 bis hin zu Endposition gezogen
und dort in dieser Stellung verriegelt werden.
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Anhand
der 3 bis 6 wird nachfolgend Aufbau und
Funktion der Verriegelungseinheiten 4 näher erläutert. Die in 1 dargestellten
vier Verriegelungseinheiten 4 sind identisch ausgebildet.
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Wie
aus den 3 bis 6 ersichtlich, weist
jede Verriegelungseinheit 4 eine Befestigungsplatte 9 auf,
die mittels nicht näher
dargestellter Schrauben auf der Dockingplatte 3 festgeschraubt werden
kann. Auf der Befestigungsplatte 9 ist ein ring- oder hülsenförmiger Gehäusemantel 10 mit kreisförmigem Querschnitt
mittels nicht näher
dargestellter Schrauben befestigt. Der Gehäusemantel 10 wird
nach oben durch eine kreisförmige
Deckplatte 11 abgedeckt, welche die mittige Zentrierbohrung 12 aufweist.
Der Durchmesser dieser Zentrierbohrung 12 ist genau auf
den Außendurchmesser
des zylinderförmigen
Verriegelungsstiftes 7 abgestimmt, so dass eine enge Passung
vorliegt. Alternativ ist es auch möglich, die Zentrierbohrung 12 in
einer separaten, nicht dargestellten Zentrierbuchse vorzusehen,
die in der Deckplatte 11 eingesetzt ist.
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Innerhalb
des Gehäuses
der Verriegelungseinheit 4 ist axial fluchtend zur Zentrierbohrung 12 ein Kugelkäfig 13 vorgesehen,
der zur Führung
und Halterung einer Mehrzahl von Kugeln 14 dient, die um den
Umfang des Kugelkäfigs 13 herum
angeordnet sind. Der Kugelkäfig 13 ist
im wesentlichen napfförmig
ausgebildet und weist einen ebenen Boden 15 und eine ringförmig umlaufende
Seitenwand 16 auf. Im oberen Bereich der Seitenwand 16 sind
insgesamt acht sich radial erstreckende Kugeleintrittsöffnungen 17 vorgesehen,
welche die Seitenwand 16 durchdringen und regelmäßig über deren
Umfang verteilt angeordnet sind.
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Der
Durchmesser der Kugeleintrittsöffnungen 17 ist
am radialen äußeren Ende
etwas größer als
derjenige der Kugeln 14, so dass sich die Kugeln 14 von
außen
radial nach innen in die Kugeleintrittsöffnungen 17 hinein
bewegen können.
Am radial inneren Ende ist der Durchmesser der Kugeleintrittsöffnungen 17 dagegen
etwas geringer als derjenige der Kugeln 14, wodurch verhindert
wird, dass die Kugeln 14 vollständig nach innen in den Hohlraum
des Kugelkäfigs 13 fallen
können.
Der Hohlraum des Kugelkäfigs 13 läuft nach
unten hin etwas konisch zu und ist damit an die Form des freien
Endbereichs des Verriegelungsstifts 7 angepasst.
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Der
Boden 15 des Kugelkäfigs 13 bildet
eine Anschlagfläche
für die
Stirnseite des Verriegelungsstifts 7. Weiterhin ist der
Außendurchmesser
des unteren Abschnitts des Kugelkäfigs 13 geringer als
derjenige des oberen Abschnitts, so dass eine umlaufende Schulter 18 gebildet
wird, die als Anlagefläche
für eine
Feder 19 dient.
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Die
Feder 19 ist als Druckfeder ausgebildet und liegt einerseits
an der Schulter 18 des Kugelkäfigs 13 und andererseits
an der Befestigungsplatte 9 an, so dass sie auf den Kugelkäfig 13 eine
Vorspannkraft entgegen der Einführrichtung
des Verriegelungsstifts 7, d.h. in den 3 bis 6 nach
oben, aufbringt.
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Die
Feder 19 ist von einem Führungsring 20 gegeben,
der sich von der Befestigungsgplatte 9 aus nur über einen kleineren
Teil der Gesamthöhe
bis zur Deckplatte 11 nach oben erstreckt und zur Radialführung der
Feder 19 und des Kugelkäfigs 13 dient,
der in den Führungsring 20 eintauchen
kann.
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Der
Kugelkäfig 13 und
die Kugeln 14 sind von einer Kugelklemmhülse 21 umgeben,
die innerhalb des Gehäuses
der Verriegelungseinheit 4 und auch relativ zum Kugelkäfig 13 axial
verschiebbar angeordnet ist. Die Kugelklemmhülse 21 weist eine zentrale,
axiale Durchgangsöffnung
mit unterschiedlichen Durchmessern auf. Der obere Endabschnitt 24 der
Durchgangsöffnung
ist dabei aufgrund eines radial nach innen vorstehenden Stegs 22 domförmig nach
innen gewölbt.
Der obere Endabschnitt 24 stellt somit einen Kugelklemmabschnitt
dar, der die Kugeln 14 radial nach innen drückt, wenn
die Kugelklemmhülse 21 relativ
zum Kugelkäfig 13 nach
unten verschoben wird.
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In
seinem dem Steg 22 gegenüberliegenden Endbereich weist
die Kugelklemmhülse 21 einen
radial vorstehenden, ringförmigen
Flansch 25 auf, der an der unteren Stirnseite eines Ringkolbens 26 anliegt
und mit diesem über
Schrauben 27 fest verbunden ist, so dass eine Bewegung
des Ringkolbens 26 in Axialrichtung der Verriegelungseinheit 4 eine
entsprechende Axialbewegung der Kugelklemmhülse 21 zur Folge hat.
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Die
Axialbewegung des Ringkolbens 26 wird mittels eines Druckmittels,
zweckmäßigerweise
mittels Druckluft, bewirkt, die in eine Druckkammer 28 (s.
insbesondere 5 und 6) über die
Druckmittelleitung 5 (1, 2)
eingeleitet wird. Die Druckkammer 28 wird nach oben durch
die Deckplatte 11, nach unten durch den Ringkolben 26,
radial nach außen
durch den Gehäusemantel 10 und
radial nach innen durch ein rohrförmiges Hülsenelement 29 begrenzt,
das mit seinem oberen Endbereich an der Deckplatte 11 festgelegt,
beispielsweise eingeklebt, ist und sich zwischen dem Ringkolben 26 und
der Kugelklemmhülse 21 in
Richtung zur Befestigungsplatte 9 erstreckt. Der Ringkolben 26 ist
mittels eines Dichtrings 30, beispielsweise O-Rings, der in eine
entsprechende Umfangsnut in der inneren Umfangswand des Ringkolbens 26 eingesetzt
ist, gegenüber dem
Hülsenelement 29 abgedichtet.
In entsprechender Weise ist der Ringkolben 26 mittels eines
Dichtrings 31, beispielsweise O-Rings, der in eine entsprechende
Umfangsnut am Außenumfang
des Ringkolbens 26 eingesetzt ist, gegenüber dem
Gehäusemantel 10 abgedichtet.
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Das
Hülsenelement 29 ist
etwa halb so lang wie der Abstand zwischen der Deckplatte 11 und
der Befestigungsplatte 9. Unterhalb des Hülsenelements 29 ist
daher ein Freiraum vorhanden, so dass sieh der Flansch 25 der
Kugelklemmhülse 21 in
radialer Richtung über
das Hülsenelement 29 hinaus
erstrecken und den Ringkolben 26 untergreifen kann. Andererseits
ist das Hülsenelement 29 lang
genug, um sicherzustellen, dass in der vollkommen abgesenkten Stellung
des Ringkolbens 26 (6), in welcher der
Flansch 25 am Boden der Befestigungsplatte 9 auftrifft,
der Dichtring 30 nicht außer Eingriff mit dem Hülsenelement 29 gelangt.
Die Druckkammer 28 ist damit in jeder Position des Ringkolbens 26 gegenüber der
Einführöffnung 8 druckdicht
abgeschlossen.
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Obwohl
die Kugelklemmhülse 21 im
gezeigten Ausführungsbeispiel
mit relativ geringem Spiel innerhalb des Hülsenelements 29 eingesetzt
ist, ist dies für
die Funktion der Vorrichtung nicht unbedingt erforderlich. Die zentrierte
Führung
der Kugelklemmhülse 21 erfolgt
vielmehr einerseits über
den Ringkolben 26, an dem die Kugelklemmhülse 21 festgeschraubt
ist, als auch über
den unteren Führungsring 20, über den
die Kugelklemmhülse 21 bei
ihrer Abwärtsbewegung
geschoben werden kann. Ein in die Außenumfangsfläche des
Führungsrings 20 eingesetzter
Dichtring 32 kann zusätzlich
für eine
Abdichtung zwischen dem Führungsring 20 und
der Kugelklemmhülse 21 sorgen,
falls wie im dargestellten Ausführungsbeispiel
auch der Raum 33 zwischen Ringkolben 26 und Befestigungsplatte 9 als
Druckkammer ausgebildet ist, um den Ringkolben 26 von seiner
in 6 dargestellten abgesenkten Position in die in 3 dargestellte
Ausgangsposition zurück
zu bewegen.
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Dieses
Zurückschieben
des Ringkolbens 26 in seine Ausgangs- oder Entriegelungsposition
wird durch eine Mehrzahl von Federn 34 unterstützt, die sich
einerseits an der Befestigungsplatte 9 und andererseits
an der Unterseite des Ringkolbens 26 abstützen. Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
sind insgesamt sechs Federn 34 in regelmäßigem Abstand um
den Führungsring 20 herum
vorgesehen. Alternativ dazu ist es auch ohne weiteres möglich, eine
andere Anzahl von Federn, beispielsweise nur eine einzige große Feder,
vorzusehen, welche den Führungsring 20 umschließt.
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Auf
der gegenüberliegenden
Seite des Ringkolbens 26, nämlich im Bereich der Druckkammer 28, befindet
sich ebenfalls eine Mehrzahl von Federn 35, die sich einerseits
an der Deckplatte 11 und andererseits am Ringkolben 26 abstützen und
auf den Ringkolben eine zusätzliche
Kraft in Zustellrichtung ausüben.
Im folgenden Ausführungsbeispiel
sind wiederum sechs Federn 35 vorgesehen. Die Federn 35 erstrecken
sich in entsprechende, axiale Sacklochbohrungen 36 des
Ringkolbens 26 hinein und sind dadurch über einen wesentlichen Teil
ihrer Länge
geführt.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Druckmittelleitung 5, obwohl in den 3 bis 6 nicht
näher gezeigt,
mit der Druckkammer 28 und die andere Druckmittelleitung 6 mit
dem gegenüberliegenden
Raum 33 in Fluidverbindung.
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Im
folgenden wird anhand der 3 bis 6 der
Dockingvorgang näher
beschrieben.
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In 3 ist
der Beginn des Eintritts des Verriegelungsstifts 7 in die
Zentrierbohrung 12 der Deckplatte 11 gezeigt.
Um das Einführen
des Verriegelungsstifts 7 zu erleichtern, weist dieser
einen konisch zulaufenden Endbereich 37 auf. An diesen
konischen Endbereich 37 schließt sich eine umlaufende Umfangsnut 38 an.
An die Umfangsnut 38 schließt sich wiederum ein zylindrischer
Zentrierabschnitt 39 an.
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In
der in 3 gezeigten Ausgangsstellung befindet sich die
Kugelklemmhülse 21 und
der Ringkolben 26 in ihrer obersten Stellung, in der sie
an der Deckplatte 11 anliegen. In dieser Stellung haben
die Kugeln 14 genügend
radialen Spielraum nach außen,
um vollständig
außerhalb
des Hohlraums 40 des Kugelkäfigs 13 zu gelangen.
Aufgrund der Druckkraft der Feder 19 befindet sich der
Kugelkäfig 13 in
seiner obersten Stellung, in der er an der Deckplatte 11 anschlägt. In der
in 3 gezeigten Stellung wirkt der konische Endbereich 37 des
Verriegelungsstifts 7 lediglich mit der Zentrierbohrung 12 derart
zusammen, dass eine gewisse Vorzentrierung des Verriegelungsstifts 7 und
damit des Testkopfs 2 erfolgt.
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In 4 ist
eine Zwischenstellung dargestellt, in welcher der Verriegelungsstift 7 bereits
soweit in die Verriegelungseinheit 4 eingeführt ist,
dass der Zentrierabschnitt 39 des Verriegelungsstifts 7 in der
Zentrierbohrung 12 liegt und damit eine Zentrierung des
Testkopfs 2 gewährleistet
ist. Weiterhin schlägt
in dieser Stellung die Stirnfläche 41 des
Verriegelungsstifts 7 am Boden 15 des Kugelkäfigs 13 an.
In dieser Stellung befindet sich die Umfangsnut 38 des
Verriegelungsstifts 7 auf gleicher Höhe wie die Kugeleintrittsöffnungen 17,
so dass die Kugeln 14 radial nach innen bewegt werden und
in die Umfangsnut 38 eintreten können. Da jedoch in der in 4 gezeigten
Stellung die Kugelklemmhülse 21 noch nicht
verschoben worden ist, wird in dieser Stellung auf die Kugeln 14 noch
keine nach innen gerichtete Radialkraft ausgeübt.
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Wird
anschließend,
wie aus 5 ersichtlich, in die Druckkammer 28 ein
Druckmittel über
die Druckmittelleitung 5 eingeleitet, wird der Ringkolben 26 von
der Deckplatte 11 weg bewegt und nimmt dabei über den
Flansch 25 die Kugelklemmhülse 21 mit. Wird die
Kugelklemmhülse 21 in
axialer Richtung nach unten weiter als der Kugelkäfig 13 bewegt
und tritt dadurch eine Relativbewegung zwischen diesen beiden Teilen
auf, werden die Kugeln 14 durch den domförmigen Endabschnitt 24 der
Kugelklemmhülse 21 radial
nach innen gedrückt.
In dieser Zwischenstellung ist der Verriegelungsstift 7 durch
die Kugeln 14 bereits etwas axial festgelegt, so dass er
nicht mehr ohne weiteres aus der Einführöffnung 8 herausgezogen
werden kann. Gleichzeitig ist jedoch auch eine gewisse Flexibilität in axialer
Richtung vorhanden, da der Verriegelungsstift 7 und damit
der Testkopf 2 manuell auch noch weiter in Einführrichtung verschoben
werden kann, wobei sich der Kugelkäfig 13 unabhängig von
der Kugelklemmhülse 21 gegen die
Kraft der Feder 19 in Richtung der Befestigungsplatte 9 bewegt.
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In 6 ist
das vollständige
Einziehen und Verriegeln des Verriegelungsstifts 7 gezeigt.
Dies erfolgt dadurch, dass der Ringkolben 26 durch Zuführen von
Druckmittel in die Druckkammer 28 soweit nach unten verschoben
wird, bis der Flansch 25 der Kugelklemmhülse 21 am
Boden der Befestigungsplatte 9 anschlägt. Bei der Axialbewegung der
Kugelklemmhülse 21 von
der in 5 in die in 6 gezeigte
Stellung werden die Kugeln 14 in axialer Richtung mitgenommen
und gleichzeitig durch den domförmigen
Endabschnitt 24 radial nach innen in die Umfangsnut 38 des
Verriegelungsstifts 7 gedrückt. Über die Kugeln 14 wird
somit sowohl der Kugelkäfig 13 als
auch der Verriegelungsstift 7 in axialer Richtung mit bewegt.
In der in 6 gezeigten Verriegelungsstellung
liegt auch der Kugelkäfig 13 an
der Befestigungsplatte 9 an. Der Verriegelungszapfen 7 und damit
der Testkopf 7 ist sowohl zentriert als auch axial verriegelt.
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Um
den Verriegelungsstift 7 wieder von der Verriegelungseinheit 4 zu
lösen,
wird Druckmittel über
die Druckmittelleitung 6 in den Raum 33 eingeleitet
und das Druckmittel aus der Druckkammer 28 abgelassen.
Der Ringkolben 26 bewegt sich dadurch zusammen mit der
Kugelklemmhülse 21 wieder
in Richtung der Deckplatte 11. Diese Bewegung wird durch
die Wirkung der Federn 34 unterstützt. Hierdurch wird für die Kugeln 14 genügend radialer
Bewegungsraum nach außen
geschaffen, so dass die Kugeln 14 aus der Umfangsnut 38 heraus
gelangen können
und den Verriegelungs stift 7 freigeben.
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Alternativ
zu der vorstehend beschriebenen Vorgehensweise ist auch eine andere
Vorgehensweise zum Verriegeln eines Testkopfs an eine Handhabungsvorrichtung
möglich.
So können
die beidseits des Ringkolbens 26 angeordneten und von verschiedenen
Seiten her auf den Ringkolben 26 einwirkenden Federn 34, 35 derart
ausgebildet und angeordnet werden, dass in einem drucklosen Zustand
der Vorrichtung, d.h. wenn keine Druckmittelbeaufschlagung erfolgt,
der Ringkolben 26 durch die Federn 34, 35 in einer
Ruheposition, d.h. einer Gleichgewichtslage, gehalten wird, die
zwischen seiner oberen und unteren Endposition, beispielsweise in
der mittigen Position, die in 5 dargestellt
ist, liegt. Da in dieser mittigen Position der Kugelkäfig 13 durch
die Feder 19 nach oben gedrückt wird, werden die Kugeln 14 gegen
den domförmigen
Endabschnitt 24 der Kugelklemmhülse 21 und dadurch
radial nach innen gedrückt.
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Werden
nun die Verriegelungsstifte 7 zu Beginn des Dockingvorgangs
in derartige Verriegelungseinheiten 4 eingeführt, so
können
sich der Kugelkäfig 13 und
die Kugelklemmhülse 21 aufgrund der
Elastizität
der Feder 19 in Axialrichtung etwas gegenseitig verschieben,
so dass die Kugeln 14 zunächst nach außen und
anschließend,
wenn die Umfangsnut 38 des Verriegelungsstifts 7 den
Kugeln 14 genau gegenüberliegt,
wieder radial nach innen zurückgedrängt werden,
so dass die Kugeln 14 in der Umfangsnut 38 zu
liegen kommen, wie dies in 5 dargestellt
ist. Hierdurch findet eine Vorverriegelung der Verriegelungsstifte 7 statt,
wobei diese jedoch aufgrund der Elastizität der Federn 19, 34, 35 einen gewissen
axialen Spielraum haben. Hierdurch ist es auf besonders einfache
Weise mög lich,
alle Verriegelungsstifte 7 in eine vorläufige Verriegelungsposition zu
bringen und den Testkopf noch manuell zur Handhabungsvorrichtung
auszurichten.
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Wird
anschließend
Druckmittel in die Druckkammer 28 zugeführt und aus dem Raum 33 abgeleitet,
bewegt sich der Ringkolben 26 nach unten und verriegelt
damit den Verriegelungsstift 7, wie dies anhand der ersten
Verriegelungsalternative im Zusammenhang mit den 4 bis 6 beschrieben
worden ist.
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Im
Rahmen der Erfindung sind eine Vielzahl von Abwandlungen denkbar.
Beispielsweise ist es möglich,
lediglich eine einzige Druckmittelleitung vorzusehen, die mit der
Druckkammer 28 verbunden ist. In diesem Fall wird die Rückstellung
des Ringkolbens 26 von der in 6 gezeigten
Verriegelungsstellung in die in 3 gezeigte
Freigabestellung allein durch die Kraft der Federn 34 bewirkt.
Weiterhin sind auch Ausführungsvarianten
denkbar, bei denen innerhalb der Druckkammer 28 keine Federn 35 vorhanden sind.