DE9001342U1 - Device for measuring contact force - Google Patents
Device for measuring contact forceInfo
- Publication number
- DE9001342U1 DE9001342U1 DE9001342U DE9001342U DE9001342U1 DE 9001342 U1 DE9001342 U1 DE 9001342U1 DE 9001342 U DE9001342 U DE 9001342U DE 9001342 U DE9001342 U DE 9001342U DE 9001342 U1 DE9001342 U1 DE 9001342U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- measuring
- contact
- contact element
- electrical
- contact force
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 244000309464 bull Species 0.000 claims 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 3
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 206010022998 Irritability Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L1/00—Measuring force or stress, in general
- G01L1/16—Measuring force or stress, in general using properties of piezoelectric devices
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
- G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
- G01L5/0057—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes measuring forces due to spring-shaped elements
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Measuring Leads Or Probes (AREA)
Description
5599 G/I/wi5599 G/I/wi
VORRICHTUNG ZUR KONTAKTKRAFTMESSUNGCONTACT FORCE MEASUREMENT DEVICE
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur liessung der Kontaktkraft von Kontaktfederarmen auf Kontaktstifte oder dergleichen bei elektrischen Steckverbindungen.The invention relates to a device for adjusting the contact force of contact spring arms on contact pins or the like in electrical plug connections.
Bei der Entwicklung und in der Qualitätskontrolle der laufenden Produktion von insbesondere Flachfederkontakten für elektrische Steckverbindungen ist es erwünscht, innerhalb weniger Sekunden mit einfachen Mitteln die von einem Kontaktfederarm eines Kontaktteils auf z.B. einen Kontaktstift eines Gegenkontaktteils wirkende Kontaktkraft zu messen. Die Kontaktkraft sorgt bei einer elektrischen Steckverbindung für einen geringen Kontaktwiderstand im Betriebszustand.During the development and quality control of ongoing production of flat spring contacts for electrical plug connections in particular, it is desirable to be able to measure the contact force exerted by a contact spring arm of a contact part on, for example, a contact pin of a mating contact part within a few seconds using simple means. The contact force ensures a low contact resistance in an electrical plug connection during operation.
In der Druckschrift "Siemens Forsch, u. Entwickl.-Ber., Bd. 5 (1976) Nr. 1, S. 28 bis 32" werden die Probleme, die bei der Messung der Kontaktkraft zu berücksichtigen sind und Möglichkeiten aufgezeigt, die Kontaktkraft derartiger Kontaktteile in ein elektrisches Signal umzuwandeln und somit die Kontaktkraft indirekt zu messen. Insbesondere wird ein Meßwertwandler beschrieben, der kompliziert aufgebaut ist und bei dem am Kontaktangriffspunkt eine Verformung stattfindet, die das Meßergebnis ungünstig beeinflussen kann. Es ist zwar einIn the publication "Siemens Forsch, u. Entwickl.-Ber., Vol. 5 (1976) No. 1, pp. 28 to 32" the problems that have to be taken into account when measuring the contact force and possibilities are shown for converting the contact force of such contact parts into an electrical signal and thus measuring the contact force indirectly. In particular, a measuring transducer is described that has a complicated structure and in which a deformation takes place at the contact point, which can have an adverse effect on the measurement result. It is a
Kontaktkraftmeßgerät auf der Basis dieses Meßwertwandlers auf dem Markt gewesen. Das Gerät hat sich aber wegen zahlreicher Mangel nicht be* jährt und ist deshalb wieder vom Markt genommen worden.A contact force measuring device based on this transducer was on the market. However, the device did not last long due to numerous defects and was therefore taken off the market.
Aufgabe der Erfindung ist, eine Vorrichtung zur schnellen und direkten Ermittlung der von &Kgr;&ogr;&kgr; ikrfederarmen ausgeübten Kontaktkraft zu schaffen.The object of the invention is to provide a device for the rapid and direct determination of the contact force exerted by spring arms.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung werden in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved by the features of claim 1. Advantageous further developments of the invention are characterized in the subclaims.
Demgemäß gelingt es, unter Verwendung eines piezoelektrischen Films, eingesetzt in einen Steckerstift oder dergleichen Gegensteckelement, die seit langem bekannten Probleme zu lösen, indem Steckerabmessungen gewählt werden, die denen im Betrieb tatsächlich verwendeter Stecker entsprechen. Da der piezoelektrische Film wenig Raum erfordert, können Meßstecker als Meßtaster in Miniaturbauweise hergestellt werden. Daraus folgt, daß auch die gesamte Meßeinrichtung in Kleinbauweise erstellt werden kann. Der piezoelektrische Film ist flexibel und kann an die Raumform des Meßsteckers bzw. Meßtasters angefaßt werden; es bedarf daher keiner Anpassung der Raumform des Meßtasters mehr an einen Meßwertwandler; letzteres bedingte eine komplizierte Raumform des Meßtasters und Meßungenauigkeiten, die durch die vorliegende Erfindung vermieden werden können.Accordingly, using a piezoelectric film inserted into a plug pin or similar mating plug element, it is possible to solve the long-known problems by selecting plug dimensions that correspond to those of plugs actually used in operation. Since the piezoelectric film requires little space, measuring plugs can be manufactured as measuring probes in miniature. This means that the entire measuring device can also be made in a small design. The piezoelectric film is flexible and can be gripped to the spatial shape of the measuring plug or measuring probe; it is therefore no longer necessary to adapt the spatial shape of the measuring probe to a transducer; the latter would require a complicated spatial shape of the measuring probe and measurement inaccuracies, which can be avoided by the present invention.
Aus der DE-PS 28 31 938 ist ein Meßwertaufnehmer mit einem flexiblen Meßelement zur Messung mechanischer Größen bekannt, wobei zut Erfassung des Meßwerts als Meßelement ein flexibler piezoelektrischer Film dient, dessen gegenüberliegende Flächen mit elektrisch leitenden Kontaktflächen wenigstens teilweise in Verbindung stehen. Für den Meßwertauf nehmer verwendbare flexible piezoelektrische Filme werden in Sp. 3, Z. 47 bis 53, tier Druckschrift angegeben. Als besonders geeignet wird ein Film aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) genannt. Mit dem bekannten Meßwert-From DE-PS 28 31 938 a measuring sensor with a flexible measuring element for measuring mechanical quantities is known, whereby a flexible piezoelectric film is used as the measuring element to record the measured value, the opposite surfaces of which are at least partially connected to electrically conductive contact surfaces. Flexible piezoelectric films that can be used for the measuring sensor are specified in column 3, lines 47 to 53, of the publication. A film made of polyvinylidene fluoride (PVDF) is said to be particularly suitable. With the known measuring sensor
aufnehmer können Größen erfaßt werden, welche direkt oder über eine Vorrichtung einen Druck auf den piezoelektrischen Film ausüben, der senkrecht zu seiner Oberfläche wirkt. Der bekannte Meßwertaufnehmer soll mechanische Kräfte messen. Die Messung einer elektrischen Kontaktkraft wird nicht beschrieben.The sensor can measure quantities that exert pressure on the piezoelectric film directly or via a device that acts perpendicularly to its surface. The known sensor is intended to measure mechanical forces. The measurement of an electrical contact force is not described.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung im folgenden beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using the drawing as an example. They show:
Fig. 1 schematisch in einer Seitenansicht eine elektrische Steckverbindung, deren Funktion auf der KontaktkraftFig. 1 shows a schematic side view of an electrical connector whose function is based on the contact force
beruht;
Fig. 2 perspektivisch und schematisch einen Meßtaster deris based;
Fig. 2 shows a perspective and schematic view of a measuring probe of the
Kontaktkraftmeßvorrichtung;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Kontaktkraftmeßstift des Meßtasters.contact force measuring device;
Fig. 3 shows a longitudinal section through the contact force measuring pin of the measuring probe.
Mit der erfindungsgemäßen Kontaktkraftmeßvorrichtung soll z.B. die Kontaktkraft des elektrischen Verbinders 1 gemessen werden, der z.B. an einen elektrischen Leiterdraht 2 gecrimpt ist und kontaktbereichsseitig Kontaktfederarme 3 aufweist, zwischen die bei bestimmungsgemäßer Verwendung ein Kontaktstift 4 oder eine Leiterplatte oder dergleichen elektrisches Bauteil eines Gegenkontaktelements gesteckt wird. Dabei müssen die Kontaktfederarme 3 eine bestimmte Kontaktkraft gewährleisten, damit der elektrische Widerstand zwischen den Kontaktfederarmen 3 und dem Kontaktstift 4 möglichst gering ist. Die elektrischen Verbinder sind häufig nicht so einfach aufgebaut wie die in Fig. 1 abgebildeten Verbinder. Es sind vielmehr sehr komplizierte und kleingebaute Elemente aus Blechstanzteilen, deren Kontaktkraft und insbesondere ggf. deren Federkennlinie der Kontaktfederarme ermittelt werden muß, um Aussagen über die Kontaktfähigkeit machen zu können. Dies gelingt auf direktem Wege mit der in den Fig. 2 und 3 abgebildeten Einrichtung.The contact force measuring device according to the invention is intended to measure, for example, the contact force of the electrical connector 1, which is, for example, crimped onto an electrical conductor wire 2 and has contact spring arms 3 on the contact area side, between which a contact pin 4 or a circuit board or similar electrical component of a counter-contact element is inserted when used as intended. The contact spring arms 3 must ensure a certain contact force so that the electrical resistance between the contact spring arms 3 and the contact pin 4 is as low as possible. The electrical connectors are often not as simple in design as the connectors shown in Fig. 1. Rather, they are very complicated and small-scale elements made of stamped sheet metal parts, the contact force of which and in particular the spring characteristic of the contact spring arms, if applicable, must be determined in order to be able to make statements about the contact capability. This can be achieved directly with the device shown in Figs. 2 and 3.
Der erfindungsgemäSe Meßtaster 5 weist sine obere Platte 6 undThe measuring probe 5 according to the invention has an upper plate 6 and
I * tI * t
&igr; &igr; &igr;&igr;&igr;&igr;
eine untere Platte 7 z.B. aus Hartmetall oder Keramik auf. An der Vorderkante 8 jeder Platte 6,7 ist eine Kontaktstifthälfte 9 angeformt. Zwischen den Platten 6,7 und den Kontaktstifthälften 9 ist ain an sich bekannter piezoelektrischer Film 10 angeordnet, der - wie an sich bekannt - mittig als Meßelement den piezoelektrischen Film mit Kontaktoberflächen aufweist, wobei auf den Kontaktoberflächen elektrisch leitende Schichten als Elektroden angeordnet sind. Zwischen den elektrisch leitenden Schichten und den Hartmetallplatten 6,7 bzw. den Kontaktstifthäiften 9 ist eine elektrisch isolierende Schicht 11 vorgesehen, die neben der elektrischen Isolation einen mechanischen Verbund zwischen den Hartmetallplatten 6,7 bzw. den Kontaktstifthäiften 9 und dem piezoelektrischen Film gewährleisten soll. Die als Elektroden wirkenden elektrisch leitenden Schichten sind in an sich bekannter Weise über elektrisch leitende Elemente, z.B. Kabel ooler Steckelemente, mit einem elektrischen Meßinstrument verbunden (nicht dargestellt).a lower plate 7, e.g. made of hard metal or ceramic. A contact pin half 9 is formed on the front edge 8 of each plate 6, 7. A piezoelectric film 10 known per se is arranged between the plates 6, 7 and the contact pin halves 9, which - as is known per se - has the piezoelectric film with contact surfaces in the middle as a measuring element, with electrically conductive layers arranged on the contact surfaces as electrodes. An electrically insulating layer 11 is provided between the electrically conductive layers and the hard metal plates 6, 7 or the contact pin halves 9, which, in addition to the electrical insulation, is intended to ensure a mechanical connection between the hard metal plates 6, 7 or the contact pin halves 9 and the piezoelectric film. The electrically conductive layers acting as electrodes are connected in a known manner to an electrical measuring instrument (not shown) via electrically conductive elements, e.g. cables or plug-in elements.
Der abgebildete Meßkontaktstift 12 wird aus den Kontaktstifthäiften 9 und dem über die elektrisch isolierenden Schichten 11 mit diesen in Verbindung stehenden piezoelektrischen Film 10 gebildet. Die Abmessungen des MeSkcntsktstifts 12 betragen z.B.!The measuring contact pin 12 shown is formed from the contact pin halves 9 and the piezoelectric film 10 connected to these via the electrically insulating layers 11. The dimensions of the measuring contact pin 12 are e.g.!
Länge: etwa 1 mmLength: about 1 mm
Breite: 0,7 mmWidth: 0.7mm
Dicke: 0,7 mm.Thickness: 0.7mm.
Damit entsprechen insbesondere die Breite und Dicke den Abmessungen des Kontaktstifts 4, der im Betriebszustand der elektrischen Steckverbindung in den elektrischen Verbinder 1 gesteckt ist. Zur Messung der Kontaktkraft wird der Meßkontaktstift 12 mit einer vorbestimmten Länge zwischen die Kontaktfederarme 3 geschoben. Die Kraft, die die Kontaktfederarme 3 auf die planparallelen Oberflächen 13 des Meßkontaktstifts 12 ausüben, wird mit dem nicht dargestellten Meßinstrument direkt gemessen.In particular, the width and thickness correspond to the dimensions of the contact pin 4, which is inserted into the electrical connector 1 in the operating state of the electrical plug connection. To measure the contact force, the measuring contact pin 12 is pushed between the contact spring arms 3 with a predetermined length. The force that the contact spring arms 3 exert on the plane-parallel surfaces 13 of the measuring contact pin 12 is measured directly with the measuring instrument (not shown).
Vorteilhaft ist, daß der Verlauf der Kontaktkraft während desIt is advantageous that the course of the contact force during the
Steckens roIt entsprechenden, an sich bekannten Meßinstrumenten registriert werden kann, so daß auch die Auswirkungen von Fehlsteckungen oder Schrägsteckungen ermittelt werden können. Zudem kann die Koncaktkraftermüdung durch häufiges Stecken des Meßkontaktstifts 12 festgestellt werden. Auch ist die Ermittlung der Federkennlinie möglich, indem Meßkontaktstifte 12 unterschiedlicher Dicke oder ein Meßkontaktstift 12 mit nach hinten, d.h. zu den Platten 6,7 hin stufenweise oder kontinuierlich ansteigender Dicke üuei weChäeluuör Dicke verwendet wsrdsn (nicht dargestellt).The insertion of the measuring pins can be recorded using appropriate, known measuring instruments, so that the effects of incorrect insertion or oblique insertion can also be determined. In addition, contact force fatigue can be determined by frequently inserting the measuring contact pin 12. It is also possible to determine the spring characteristic by using measuring contact pins 12 of different thicknesses or a measuring contact pin 12 with a thickness that increases gradually or continuously towards the rear, i.e. towards the plates 6, 7 (not shown).
Da sich die Dimension des Meßkontaktstifts 12 während der Messung nicht verändert, ist die Messung sehr genau, einfach und schnell - weil direkt - auszuführen, wobei der Aufbau des Meßkontaktstifts 12 sehr einfach ist.Since the dimension of the measuring contact pin 12 does not change during the measurement, the measurement can be carried out very precisely, simply and quickly - because it is direct - and the structure of the measuring contact pin 12 is very simple.
Anstelle des Meßkontaktstifts 12 kann jedes andere Steckelement, das im Betriebszustand der Steckverbindung verwendet wird, simuliert werden. Zum Beispiel kann ein einer Leiterplatte gleichendes Steckelement oder eine Steckverbinderzunge oder ein Steckerdraht oder dergleichen im Prinzip wie der Meßkontaktstek-12 aii-frrohan-tr uorrtnn. Instead of the measuring contact pin 12, any other plug element that is used in the operating state of the plug connection can be simulated. For example, a plug element resembling a printed circuit board or a connector tongue or a connector wire or the like can in principle be used like the measuring contact pin 12.
—— —-~_—a — — — — ———-~_—a————
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelingt es erstmals, auch die Kontaktkraft von Kontakten, die mit einer Stahlüberfeder ausgerüstet sind, zu messen.Using the method according to the invention or the device according to the invention, it is possible for the first time to measure the contact force of contacts equipped with a steel spring.
Claims (9)
dadurch gekennzeichnet,2. Device according to claim 1,
characterized,
dadurch gekennzeichnet,3. Performance according to claim 1 and/or 2,
characterized,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke kontinuierlich ansteigt.7. Device according to claim 6,
characterized in that the thickness increases continuously.
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke stufenförmig ansteigt.8. Device according to claim 6,
characterized in that the thickness increases in steps.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9001342U DE9001342U1 (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Device for measuring contact force |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE9001342U DE9001342U1 (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Device for measuring contact force |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE9001342U1 true DE9001342U1 (en) | 1991-06-06 |
Family
ID=6850737
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE9001342U Expired - Lifetime DE9001342U1 (en) | 1990-02-06 | 1990-02-06 | Device for measuring contact force |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE9001342U1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1573819A1 (en) * | 1965-06-01 | 1972-02-10 | Sentralinst For Ind Forskning | Electromechanical converter for stretch, pressure and acceleration measurements |
DE3610897A1 (en) * | 1986-03-24 | 1987-10-08 | Wilhelm Anger | DEVICE FOR DETERMINING THE FORCES IN THE AREA OF THE CONTACT AREAS BETWEEN A FRAME AND THE HEAD OF A WEARER |
DE3721045C1 (en) * | 1987-06-25 | 1988-08-04 | Nixdorf Computer Ag | Device for mounting plug pins in the insulating body of a plug connector |
-
1990
- 1990-02-06 DE DE9001342U patent/DE9001342U1/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1573819A1 (en) * | 1965-06-01 | 1972-02-10 | Sentralinst For Ind Forskning | Electromechanical converter for stretch, pressure and acceleration measurements |
DE3610897A1 (en) * | 1986-03-24 | 1987-10-08 | Wilhelm Anger | DEVICE FOR DETERMINING THE FORCES IN THE AREA OF THE CONTACT AREAS BETWEEN A FRAME AND THE HEAD OF A WEARER |
DE3721045C1 (en) * | 1987-06-25 | 1988-08-04 | Nixdorf Computer Ag | Device for mounting plug pins in the insulating body of a plug connector |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
- DE-Z: Meßtechnik. In: Funkschau, 1976, H. 9, 48. Jg., S. 346 * |
US-Z: Tensiometer for testing relay springs. In: Technical Diges, no. 35, p.7-8, July 1974 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2832243C3 (en) | Multi-row connector with fitted shield plate | |
EP0263244B1 (en) | Apparatus for the electronic testing of printed circuits with contact points in an extremely fine raster (1/20th to 1/10th inch) | |
DE1939676A1 (en) | Contact probe with self-alignment | |
EP0004899A1 (en) | Process for forming electrically conducting and oscillation-free connections between printed circuits on the back surfaces of circuit plates and spring contacts of strips with spring contacts, as well as a suitable strip with spring contacts | |
DE3505926A1 (en) | CAPACITIVE PRESSURE GAUGE FOR ABSOLUTE PRESSURE | |
EP2038624A2 (en) | Electric component comprising a sensor element, method for encapsulating a sensor element and method for producing a board assembly | |
DE4003552C2 (en) | Method and device for measuring contact force | |
DE2713894C3 (en) | Multipole connector | |
DE4324692A1 (en) | Piezoelectric force sensor | |
DE1773365B1 (en) | PIEZORESISTIVE BUILD-IN ELEMENTS FOR PRESSURE AND FORCE MEASUREMENT | |
DE102004009027A1 (en) | Heat sensitive flow rate decorative element and method of making the same | |
EP0238823B1 (en) | Multiple plug for a connector with contact springs arranged in at least two parallel rows | |
DE9001342U1 (en) | Device for measuring contact force | |
DE1648724C3 (en) | Measuring bridge arrangement for measuring mechanical stresses | |
DE19751096A1 (en) | Improved housing for a transmitter, especially a pressure transmitter | |
DE102004007202B4 (en) | Pressure detector with elongated housing for receiving a pressure-sensitive element | |
WO1989008265A1 (en) | Device for testing printed circuit boards | |
DE3818191C2 (en) | ||
EP2048740A1 (en) | Electrical connector with a clamping element | |
DE10324450A1 (en) | Contacting device for electronic circuit units and manufacturing method | |
EP0035699B1 (en) | Position measuring device with sockets for electrical connection | |
DE19956914C2 (en) | Piezoresistive force sensor | |
EP1283552B1 (en) | Crystal element for piezoelectric sensors | |
DE1765990C3 (en) | Process for the production of connector sleeves | |
DE4028948C2 (en) |