DE2608430B2 - Halterung für programmierbare Sonden zum Anschluß an ein in einer elektrischen Prüfung befindliches Bauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Halterung für programmierbare Sonden zum Anschluß an ein in einer elektrischen Prüfung befindliches Bauteil, wobei jede einzelne Sonde unabhängig von den übrigen Sonden zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung durch einen auf dem Schaft der Sonde angebrachten, in einem Zylinder mit Fluid-Druck beaufschlagbaren Kolben hin und her bewegbar ist, wobei der Schaft der Sonde durch das dem Bauteil zugewandte Ende des Zylinders geführt ist und wobei über die Sonde in der zweiten Stellung eine elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und einer Prüfeinrichtung hergestellt ist.

Eine solche Halterung ist aus der US-PS 37 14 572 bekannt.

Zur Durchführung solcher Prüfungen ist es erforderlich, eine oder mehrere Sonden in elektrischen Kontakt mit einer oder mehreren Klemmen einer Leiterplatte zu bringen. Dann ist es beispielsweise möglich, die Schaltungen auf der Platte oder einer anderen Anordnung funktionell und diagnostisch zu prüfen, indem selektiv elektrische Signale an eine oder mehrere der Kontaktklemmen geführt werden, und zwar durch die Sonden, wonach die Signaleigenschaften an anderen Kontaktklemmen durch die Sonden abgenommen und ausgewertet werden.

Eine Funktionsprüfung besteht üblicherweise darin, daß die Sollwerte einer Schaltung überprüft werden. Es kann jedoch auch erwünscht sein, eine Diagnose-Prüfung durchzuführen, bei welcher ein in in einer Schaltung vorhandene Fehler zu ermitteln ist.

Bei der aus der US-PS 3714 572 bekannten Einrichtung besteht die Gefahr, daß aufgrund einer nicht hinreichend exakten Führung der Sonde keine ausreichend exakte und zuverlässige Signalübertragung zu erreichen ist Die Sonde wird nämlich außer durch den Kolben in ihrem vorderen Bereich lediglich durch den Rand einer öffnung geführt welche den Schaft der Sonde an der vorderen Seite des Zylinders umgibt Wenn diese bekannte Sonde weiter ausgefahren wird, nimmt der Abstand zwischen dem Kolben und dem

ίο Führungsrand ab, so daß dann, wenn der Kolben verhältnismäßig nahe an diesen Führungsrand herangebracht ist, die Spitze der Sonde verhältn'smäßig starke Abweichungen von einer exakt ΙϊηεΛΓ geführten Bewegung ausführen kann. Dadurch besteht die Gefahr, daß sowohl der Abgriff als auch die Übertragung von elektrischen Signalen nicht in hinreichend exakt reproduzierbarer Weise erfolgen können.

Weiterhin ist aus der DT-OS 20 13 070 eine Vorrichtung zur Prüfung von unbestückten, gedruckten Schaltungsplatten bekannt Diese bekannte Anordnung ist jedoch in ihrer Funktion darauf beschränkt den Durchgangswiderstand der Leiterbahnen und die Isolation zwischen den Leiterbahnen zu prüfen.

Weiterhin ist aus der DT-OS 19 03 088 eine Kontaktvorrichtung bekannt welche dazu dient eine Anzahl von in geringem Abstand voneinander angeordneten, vorzugsweise aus metallisierten Bohrungen bestehenden Kontakten an elektrische Prüfgeräte anzuschließen. Diese bekannte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß die auf die Kontakte zu pressenden Enden von Kontaktnadeln kugelförmig ausgebildet sind und daß die Kontaktnadeln aus einem elastischen Werkstoff bestehen. Die Kontaktnadeln können in elektrisch isolierenden Lagerbuchsen gleiten.

Diese bekannte Vorrichtung ist speziell dafür bestimmt auf einer gedruckten Schaltungsplatte in einem Rasterabstand angeordnete Kontakte abzutasten. Die Handhabung dieser bekannten Vorrichtung ist jedoch verhältnismäßig aufwendig, außerdem ist sie auf Grund der einfachen Gestaltung der Führungen für die Sonden nicht dazu geeignet, besonders hohe Ansprüche an die Genauigkeit der Signalübertragung zu erfüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für programmierbare Sonden zum Anschluß an ein in einer elektrischen Prüfung befindliches Bauteil der eingangs näher genannten Art zu schaffen, weiche insbesondere durch eine besonders exakte Führung der Sonde eine außerordentlich zuverlässige Signalübertragung gewährleistet.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß jede Sonde auf der mit dem Fluid-Druck beaufschlagbaren Seite des Kolbens einen ersten langgestreckten Ansatz aufweist, der einer, gegenüber dem Kolben geringeren Durchmesser hat und in einer an der Halterung angeordneten Führung bewegbar ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen und bevorzugte Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Gemäß der Erfindung ist der wesentliche Vorteil erreichbar, daß die Führungsgenauigkeit über den gesamten Verschiebeweg der Sonde konstant bleibt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß die Prüfspitze bei mehreren Messungen in exakt reproduzierbarer Weise stets auf denselben Punkt der Schaltung aufgesetzt wird, so daß sich entsprechend reproduzierbare Meßergebnisse erreichen lassen. Die konstruktive Ausbildung der erfindungsgemäßen Halterung gewährleistet weiterhin eine besonders zuverlässiee Sienal-

übertragung, so daß dadurch unter Vermeidung von elektrischen Störungen das von der Prüfspitze abgetastete Signal praktisch ohne Beeinträchtigung einer Prüfeinrichtung zugeführt werden kann.

Mit der erfindungsgemäßen Einrichtung können auch komplexe Schaltungen geprüft werden, bei denen eine außerordentlich große Anzahl von Prüfpunkten vorhanden sind, die voneinander stark unterschiedliche Signale aufweisen. Es können weiterhin auch komplizierte Funktionsprüfungen oder Diagnoseprüfungen an größeren Baugruppen wie Pufferverstärkern oder Detektorschaltungen ausgeführt werden.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden nachfolgend an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. leine perspektivische Explosionsdarstellung einer Gleichspannungssonde, welche gemäß der Erfindung ausgebildet ist,

F i g. 2 einen Vertikalteilschnitt durch die in der F i g. 1 dargestellte Sonde, wobei sich die Sonde in der zurückgezogenen Stellung befindet,

F i g. 2A einen Vertikalschnitt welcher die erfindungsgemäße Sonde darstellt, wie sie mit der in der Prüfung befindlichen gedruckten Leiterplatte in Berührung gebracht ist,

F i g. 3 eine Ansicht einer alternativen Ausführungsform der Sonde gemäß F i g. 1 von vorne,

Fig.4 eine perspektivische Explosionsdarstellung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenzsonde,

Fig.5 einen Vertikalteilschnitt der in der Fig.4 dargestellten Sonde, wobei die Sonde sich in der zurückgezogenen Stellung befindet,

F i g. 6 einen Vertikalteilschnitt, welcher die in der Fig.5 dargestellte Sonde einschließlich einer damit verbundenen Erdsonde in der ausgefahrenen Stellung veranschaulicht,

F i g. 7 einen Grundriß der in der F i g. 6 dargestellten Sonde,

Fig.8 einen Vertikalteilschnitt einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Sonde einschließlich einer Elektronikschaltungsplatte, welche in der Sonde angeordnet ist,

F i g. 9 ein Blockdiagramm, welches die unabhängig betätigbaren Sonden gemäß der Erfindung als Teil eines vollständigen Systems veranschaulicht, bei welchem die Sonden dazu verwendet werden, die in der Prüfung befindliche Platte mit einem elektrischen Prüfungsanpaßgerät zu verbinden, und

Fig. 10 ein Schaltschema, welches die Steuerschaltung zum Betreiben des Sondentreibersystems gemäß F i g. 9 darstellt.

Es sei darauf hingewiesen, daß in der Zeichnung an manchen Stellen dieselben Bezugszeichen verwendet werden, um auf dieselben Bauteile in verschiedenen Figuren hinzuweisen.

In den Fig. 1 und 2 ist eine erfindungsgemäße Gleichspannungssonde in einer Halterung 10 dargestellt, in welcher eine öffnung 12 angeordnet ist. Während in der Halterung 10 nur eine einzige öffnung gezeichnet ist, sei darauf hingewiesen, daß die Halterung eine Mehrzahl von öffnungen aufweist, wobei in jeder öffnung jeweils eine einzige Sonde angeordnet ist. Die öffnung 12 dient als eine zylindrische öffnung und als eine Führungseinrichtung, in welcher die Sonde hin und her bewegt werden kann, wie es unten im einzelnen näher erläutert ist. Die Sonde wird mit Hilfe der öffnung 12 derart gehalten bzw. geführt, daß sie in einer vorgegebenen Ebene beweglich ist, und zwar fluchtend mit einer Klemme auf der in der Prüfung befindlichen gedruckten Leiterplatte, wie es ir der Fig.2A dargestellt ist. Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 und 2 ist die Halterung 10 aus einem nichtleitenden Material hergestellt. Gemäß weiterer Ausführungsformen kann die Halterung jedoch aus einem leitenden Material bestehen. Die öffnung 12 hai an ihrem unteren Ende einen Abschnitt mit einem erweiterten Durchmesser 14, der ein Gewinde aufweist.

Gemäß Fig.2a kann die in der Prüfung befindliche Einheit eine typische gedruckte Schaltungsplatte odei Leiterplatte sein, wie sie an sich bekannt ist Beispielsweise sind Platten in der Größe vor 4,44 cm χ 6,35 cm (ΡΛ" χ 2i/₂") bis 10,16 cm χ 20,32 cm (4" χ 8") hinreichend bekannt und werden üblicherweise verwendet. Die erfindungsgemäße Anordnung, welche unabhängig betätigbare Sonden verwendet, kann jedoch in Verbindung mit Platten beliebiger Größe verwendet werden, indem einfach die Platte neben dei Halterung 10 angeordnet wird, wo sie mit den Sonden ir Berührung gebracht werden kann, wenn diese ausgefahren werden, wobei so viele öffnungen 12 und Sonden 2C vorgesehen sein können, wie es erforderlich ist, um die gewünschte Prüfungskapazität bereitzustellen, welche in der Sondenbefestigung und der entsprechender Prüfeinrichtung vorgesehen werden soll. Demgemäß isi die Sondenbefestigung gemäß der Erfindung eine tatsächlich universelle Prüfungsbefestigung.

Gemäß F i g. 1 weist die Sonde 20 eine Kolbeneinrich· tung 21 auf, die einen vergrößerten Durchmesser hai und in dem Zylinder 12 derart hin und her bewegbar ist daß seine eine Seite verschlossen werden kann. Di« Kolbeneinrichtung 21 weist einen langgestreckter zweiten Ansatz 22 aus leitendem Material auf, wobei ar einem Ende eine als Ausnehmung ausgebildete öffnung 23 vorgesehen ist. Eine Spitze 24 wird von der öffnung 23 aufgenommen und darin im Reibsitz gehalten. Die Spitze kann in der öffnung 23 durch eine beliebig« bekannte Einrichtung gehalten sein, oder sie kann einer integralen Bestandteil des Ansatzes 22 darstellen. Di( Kolbeneinrichtung 21 weist weiterhin ein integrales nach unten stehendes Kontaktelement 25 auf, welche! aus leitendem Material besteht und sich unterhalb de! Kolbenabschnittes 21 mit vergrößertem Durchmessei erstreckt und einen Bund oder Kragen aufweist, der eine Mehrzahl von nach unten stehenden Fingern hat, di< leicht nach außen vorgespannt sind, um den Zylinderbo den 30 zu berühren, wie es unten im einzelnen nähei erläutert wird.

so Das andere Ende der Zylinderwand 12 unter den vergrößerten Kolben 21 ist durch einen Zylinderbodei 30 abgeschlossen, welcher in den Abschnitt 14 mi vergrößerter öffnung des Zylinders eingepaßt ist. De Zylinderboden 30 kann in Verbindung mit dem Zylindei durch eine beliebige bekannte Einrichtung wie durch eil Gewinde 31 angebracht sein. Der Zylinderboden 30 ha eine zentrale Führungsöffnung 32, welche durch da Stück hindurchgeführt ist und derart ausgebildet ist, dal sie einen Abschnitt 33 mit vermindertem Durchmesse hat, welcher Erhebungen oder Tüllen 34 aufweist, un einen Schlauch 35 aufzunehmen, der dazu dient, dei Eintritt und den Austritt von unter Druck stehenden Fluid zu ermöglichen. Der Zylinderboden 30 ist au leitendem Material hergestellt und nimmt nach Anbrin gung auf der Halterung 10 gleitbar Finger 25 auf, um zwar in der zentralen Führungsöffnung 32, so daß eil vollständiger elektrischer Pfad zwischen der bewegba ren Kolbeneinrichtung 20 und dem Zylinderboden 3i

gebildet wird.

Die Zylinderwände 12 unter dem vergrößerten Abschnitt des Kolbens 21, der Kolben 21 und der Zylinderboden 30 einschließlich seiner zentralen Führungsöffnung 32 legen eine expandierbare Kammer fest, die eine Einrichtung aufweist, welche dazu dient, in selektiver Weise jede Sonde aus einer ersten zurückgezogenen Stellung in eine zweite ausgefahrene Stellung zu bringen, und zwar in Reaktion auf einen ersten vorgegebenen Druck in der Kammer, und um weiterhin jede Sonde in der anderen Richtung aus der ausgefahrenen Stellung in die zurückgezogene Stellung zurückzuführen, und zwar in Reaktion auf einen zweiten vorgegebenen Druck in der Kammer, wobei diese Vorgänge insgesamt durch ein vorgegebenes Programm gesteuert werden, wie es unten im einzelnen näher erläutert wird, so daß dieses Programm festlegt, welche der Sonden bewegt werden sollen, wobei auch die zeitliche Steuerung von diesem Programm erfolgt. Da gemäß den obigen Ausführungen jede Sonde ihre eigene Bewegungseinrichtung hat, ist somit jede Sonde unabhängig von anderen Sonden zwischen den oben beschriebenen Stellungen bewegbar. In dieser bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes arbeitet die Fluiddruck-Antriebseinrichtung mit Luft, es kann jedoch auch eine hydraulische Einrichtung verwendet werden.

Die Kammer weist eine Dichtungseinrichtung auf, die einen O-Ring 40 hat, der auf dem Abschnitt 26 mit vermindertem Durchmesser der Kolbeneinrichtung 21 angebracht ist. Das andere Ende der Kammer ist durch den Zylinderboden 30 abgedichtet, mit Ausnahme des Durchganges 36, welcher die Einrichtung aufweist, welche dazu dient, das Fluid unter Druck in die Kammer einzuleiten.

Der langgestreckte zweite Ansatz 22, die Spitze 24 und die nach unten stehenden Finger 25 weisen eine erste leitende Einrichtung auf, die auf der Kolbeneinrichtung 21 angebracht ist, und mit derselben mit der in der Prüfung befindlichen Einheit in Berührung zu bringen ist, wenn sich der Kolben in der zweiten oder ausgefahrenen Stellung befindet (s. F i g. 2A), während die Anordnung aus der Berührung mit der Einheit, die gerade in der Prüfung ist, gelöst werden kann, wenn sich der Kolben in der ersten oder zurückgezogenen Stellung befindet (s. F i g. 2). Der Zylinderboden 30 weist eine zweite leitende Einrichtung auf, die elektrisch mit der ersten leitenden Einrichtung verbunden ist, mit welcher sie einen kontinuierlichen leitenden Pfad durch den Kolben und den Zylinder bildet, so daß eine Leitung zum Durchgang von elektrischen Signalen entsteht.

Der Zylinderboden 30 ist zum Anschluß an die elektrische Anpaßeinrichtung über eine Leitung 51 und eine Kontaktklemme 50 vorgesehen, die ein leitendes Element darstellt, welches im Reibsitz auf dem äußeren zylindrischen Abschnitt 37 des Zylinderbodens 30 angebracht ist, wodurch Signale zwischen der in der Prüfung befindlichen Einheit und der elektrischen Anpaßeinrichtung übertragen werden können, wenn sich der Kolben in der zweiten Stellung befindet. Jede Sonde 20 hat ihre zugehörige Leitung 51 mit dem elektrischen Anpaßgerät verbunden. An dem elektrischen Anpaßgerät wird eine Verbindung mit der elektronischen Erregungseinrichtung hergestellt, um der in der Prüfung befindlichen Einheit über die ausgewählte Sonde entsprechende Signale zuzuführen oder um einer elektronischen Meßeinrichtung Signale zuzuführen, so daß die Signale ausgewertet werden können, welche von der ausgewählten Sonde von der in der Prüfung befindlichen Einheit empfangen werden.

Die Kolbeneinrichtung 21 ist weiterhin durch eine Buchse 60 geführt, die eine zentrale Bohrung 61 aufweist, in welcher der langgestreckte zweite Ansatz 22 des Kolbens gleiten kann. Die Buchse wird innerhalb der Zylinderwand 12 gehalten, und zwar durch den Verschluß 63, der an der Halterung 10 mit Hilfe von Schrauben 64 angeordnet ist (s. Fig.4). Sowohl die

ίο Buchse 60 als auch die Abdeckung 63 können aus einem nichtleitenden Material hergestellt sein.

Die Einrichtung, welche dazu dient, den Kolben aus der ausgefahrenen Stellung in die zurückgezogene Stellung vorzuspannen, wird durch eine Feder 65 gebildet, welche konzentrisch über dem zweiten Ansatz 22 angeordnet ist, wobei ein Ende der Feder an der Buchse 60 und das andere Ende an der Oberseite des Kolbens 21 anliegt.

Wenn der Kolben aus der ersten Stellung in die zweite ausgefahrene Stellung bewegt wird, erstrecken sich der zweite Ansatz 22 und die Spitze 24 über die Enden der Halterung 10 und der Abdeckung 63 hinaus, um die in der Prüfung befindliche Einheit zu berühren. In dieser Stellung wird die Bewegung des Kolbens durch die Buchse 60 begrenzt, gegen welche die Feder 65 gedrückt wird. Wenn der Kolben unter der Wirkung der Feder 65 in die erste Stellung zurückgezogen wird, ist er im wesentlichen in die Halterung 10 bis zu dem Punkt eingezogen, an welchem die Bewegung dadurch begrenzt wird, daß der Kolben 21 an dem Zylinderboden 30 anliegt.

Eine Berührung zwischen der Spitze 24 und der zuvor entsprechend ausgerichteten Verbindung der in der Prüfung befindlichen Einheit erfolgt, wenn der Kolben sich in der ausgefahrenen Stellung befindet, wie es in der F i g. 2A dargestellt ist.

In der Fig.3 ist eine alternative Konstruktion der Sonde dargestellt, bei welcher der nach unten stehende erste Ansatz 25 aus einem kreuzförmigen Metallelement ausgestanzt ist, welches getrennt von der Kolbeneinrichtung hergestellt ist, jedoch daran befestigt ist, indem die Lasche 27 umgebogen wird, so daß der erste Ansatz 25 mit der Kolbeneinrichtung 21 einen integralen Bestandteil bildet.

Gemäß der obigen Beschreibung ist somit die in den F i g. 1 bis 3 dargestellte Sonde eine programmierbare Sonde, welche insbesondere dazu gut geeignet ist, niederfrequente Signale wie Gleichspannungssignale zwischen der elektrischen Anpaßeinrichtung und der in der Prüfung befindlichen Einheit zu übertragen. Da die einzigen Sonden, welche nach oben in Berührung mit der Einheit bewegt werden, die gerade in der Prüfung ist, diejenigen Sonden sind, welche für die Prüfung erforderlich sind, die eine statische, eine dynamische, eine funktionell oder eine diagnostische Prüfung sein kann, verwendet die erfindungsgemäße Sondenhalterung immer eine minimale Anzahl von Sonden, und mit der unten beschriebenen Abschirmung können die Streukapazitäten und -induktivitäten, welche in die in der Prüfung befindliche Einheit als Störungen eingekuppelt werden, und zwar infolge der Frequenzcharakteristik der Sonden selbst, auf einem Minimum gehalten werden. Somit können diejenigen Signale, welche zu der in der Prüfung befindlichen Einheit übertragen werden oder von dieser Einheit empfangen werden, ein Höchstmaß an Genauigkeit aufweisen und die vorgegebenen Eigenschaften oder die Betriebseigenschaften der in der Prüfung befindlichen Schaltung besonders

naturgetreu wiedergeben.

In den Fig.4 bis 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht, welche eine Hochfrequenzsonde darstellt. Bei dieser Ausführungsform, wie sie in den F i g. 4 und 5 dargestellt ist, weist die Kolbeneinrichtung 21 einen zweiten Ansatz 22 auf, der sich über den vergrößerten Durchmesser des Kolbens 21 hinaus erstreckt, und hat einen zweiten Schaftabschnitt 22a, der sich unterhalb des vergrößerten Kolbenabschnittes des Kolbens 21 erstreckt. Eine Zentrale Bohrung 29 erstreckt sich durch den gesamten Kolben hindurch und auch über die langgestreckten Schaftabschnitte, und sie hat eine als Ausnehmung ausgebildete vergrößerte öffnung 23 am oberen Ende. Der Zylinder 12 hat eine öffnung 16 mit vermindertem Durchmesser, welcher gleitbar den zweiten Schaftabschnitt 22a aufnimmt, um die Bewegung des Kolbens zu führen.

Koaxial in der zentralen Bohrung 29 der Kolbeneinrichtung ist eine Anordnung 70 eines abgeschirmten Kabels angeordnet. Die Anordnung weist einen Mittelleiter 71 auf, sie hat weiterhin eine Schicht aus einem Isoliermaterial 72, welches den Mittelleiter 71 umgibt, und sie hat weiterhin ein leitendes Abschirmmaterial 73, welches das Isoliermaterial 72 umgibt, sowie eine isolierende Abdeckung 72a, welche das Abschirmmaterial 73 umgibt. Eine leitende Erdungsbuchse 74 umgibt das obere Ende des Abschirmmaterials 73, von welchem die isolierende Abdeckung 73a abgeschält wurde, um eine Verbindung mit der Innenwand der äußeren Hülle 76 herzustellen, die auch aus einem leitenden Material besteht. Im Inneren der äußeren Hülle 76 ist eine isolierende Buchse 76a an der Hülle angebracht, die eine zentrale Bohrung 76ö aufweist, um das innere Spitzengehäuse 75 aufzunehmen, welches einen ringförmigen Flansch 75a hat, der an der Buchse 76a anliegt und von den leitenden Elementen 73, 74 und 76 elektrisch isoliert ist. Das obere Ende des Mittelleiters 71 ist durch die zentrale Bohrung des inneren Spitzengehäuses 75 hindurchgeführt und über dessen oberes Ende umgebogen. Die Spitze 24 ist an dem Spitzengehäuse 75 befestigt, und zwar in der Weise, daß ein Kontakt mit dem Mittelleiter 71 hergestellt ist. Es können auch andere bekannte Einrichtungen dazu verwendet werden, den Leiter 71 mit dem Gehäuse 24a zu verbinden, und die Spitze 24 kann auch als integraler Bestandteil des Gehäuses 75 ausgebildet sein. Sobald der Zusammenbau erfolgt ist, wird die Anordnung 70 des abgeschirmten Kabels seitlich umgebogen oder gegrimmt, und zwar in dem Bereich, welcher zu der Erdungsbuchse 74 benachbart ist, und dann wird das Ende um die Spitze 24 herum mit Epoxymaterial 77 ausgefüllt. Die gesamte Anordnung 70 wird dann fest in der als Ausnehmung ausgebildeten öffnung 23 des Kolbens 21 angebracht. Das zylindrische Element 76 und die gesamte Kabelanordnung kann weiterhin an dem Kolben 21 durch eine Lötverbindung 78 befestigt werden, wenn die Kolbeneinrichtung 21 und der zweite Ansatz 22 aus Metall bestehen. Ein Abschnitt der Spitze 24 bleibt frei, und zwar jenseits der Zylinderschale 76, um die in der Prüfung befindliche Einheit anzuschließen, wie es in den Fig.5 und 6 veranschaulicht ist. Somit bildet gemäß dieser Ausführungsform die Anordnung 70 des abgeschirmten Kabels eine einzige Einheit, unabhängig von der verwendeten Kolbeneinrichtung 21 und dem Zylinderboden 30, wie sie in den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 bis 3 vorgesehen sind, wobei hier nämlich eine erste leitende Einrichtung 24, 75 und eine zweite leitende Einrichtung 71 miteinander vereinigt sind, um somit einen kontinuierlichen Leitungspfad zwischen der in der Prüfung befindlichen Einheit und der elektrischen Anpaßeinrichtung zu bilden, wenn die Sonde in der zweiten ausgefahrenen Stellung ist. Die Kabelanordnung 70 stellt eine dritte Leitende Einrichtung 73, 74, 76 dar, und zwar für Erdungsstreusignale oder zum Anschluß an eine Erdungsklemme auf der in der Prüfung befindlichen Platte, wie es in der F i g. 6 dargestellt ist und unten im einzelnen näher erläutert wird. Es können andere bekannte abgeschirmte koaxiale Kabelanordnungen hergestellt werden, indem die obigen Prinzipien angewandt werden. Solche Anordnungen sind im Handel erhältlich.

Die Fluiddruckkammer in der in der Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird wiederum durch die Zylinderwände 12, die Unterseite des Kolbens 21, die Oberfläche des Schaftabschnittes 22a mit vermindertem Durchmesser, die obere Fläche 12a benachbart zu dem Abschnitt 16 des Zylinders mit vermindertem Durchmesser und weiterhin durch den Zylinderboden 30 und dem Durchgang 38 gebildet, welcher den Durchgang 36 und die zentrale Führungsöffnung 32 des Zylinderbodens 30 mit der Zylinderwand 12 verbindet, um unter Druck stehendes Fluid einzuleiten und abzuleiten. Um zu gewährleisten, daß um den zweiten Ansatz 22 mit vermindertem Durchmesser kein Fluidleck auftritt, ist dieser Abschnitt des Zylinders durch ein zweites Verschlußstück 80 abgeschlossen, welches konzentrisch zu dem Schaft 22a angeordnet ist, wodurch der zur Dichtung dienende O-Ring 81 dichtend gegen den Schaft 22a angedrückt wird. Das Verschlußstück 80 wird durch die Schulter 82 an Ort und Stelle gehalten, welche durch die Scheibe 84 und den Zylinderboden 30 an der Halterung 10 angebracht ist. Das andere Ende des Zylinders ist natürlich durch den O-Ring 40 abgedichtet, der auf dem Hals 26 des Kolbens 21 sitzt. Eine Vorspannung wird wiederum durch eine Feder 65 aufgebracht, wie es bei der Ausführungsform gernäß F i g. 1 bis 3 der Fall ist. Es kann jedoch auch eine andere Vorspannungseinrichtung verwendet werden.

In dieser Ausführungsform kann der Kolben 21 aus einem nichtleitenden Material bestehen, da das Koaxialkabel 70 vollständig isoliert und abgeschirmt ist.

Die Kolbenbewegung wird in der oberen Stellung durch die Buchse 60 und die Feder 65 begrenzt, und in der unteren Stellung wird die Kolbenbewegung durch eine Schulter 82 begrenzt. Gemäß der obigen Beschreibung liefert die Ausführungsform gemäß F i g. 4 und 5 somit eine programmierbare Sonde zur Übertragung von Hochfrequenzsignalen im Megahertzbereich. Die Abschirmung liefert eine ausgezeichnete Isolierung gegen äußere Stör- und Rauschsignale.
In der Fig.6 ist die Sonde gemäß Fig.5 in der ausgefahrenen Stellung dargestellt, und zwar in der Weise modifiziert, daß sie eine Erdungssonde 90 und eine Befestigungsklammer 91 aufweist, welche die Erdungssonde an der leitenden zylindrischen äußeren Hülle 76 befestigt, welche über die leitende Erdungsbuchse 74 mit dem Abschirmmaterial 73 des Koaxialkabels verbunden ist. Die Erdungssonde 90 läßt sich mit der Anordnung 70 des abgeschirmten Kabels hin und her bewegen, um eine Erdungssondenverbindung mit der in der Prüfung befindlichen gedruckten Leiterplatte

herzustellen, und zwar unmittelbar benachbart zu der Klemme, welche mit der Spitze 24 in Verbindung steht, so daß die Anordnung für außerordentlich hohe Frequenzen geeignet ist. Somit läßt sich eine Impedanz-

anpassung erreichen, wenn hohe Frequenzen zwischen der in der Prüfung befindlichen Einheit und der Prüfeinrichtung übertragen werden. Der Wellenwiderstand wird bei etwa 50 Ohm vorgegeben. Eine Ausrichtung der Sonde 90 wird aufrechterhalten, wenn der Kolben 21 hin und her bewegt wird, indem die Halterung 10 in der Weise abgewandelt wird, daß sie eine öffnung 92 und einen Führungsstab 93 aufweist, der an dem Anschluß 91 angebracht ist und in der öffnung 92 gleitbar geführt ist.

Die Fig.8 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer programmierbaren Sondenbefestigung, welche gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Wiederum werden identische Bezugszahlen wiederholt, wenn sie sich auf dieselben oder auf ähnliche Teile beziehen, die oben bereits beschrieben wurden. In der Ausführungsform gemäß F i g. 8 ist ein äußeres hohles zylindrisches Gehäuse 100 im Reibsitz an dem Kolben 21 angebracht, so daß es mit diesem bewegbar ist. In dem äußeren Hohlzylinder 100 ist ein inneres zylindrisches Gehäuse

110 angeordnet, durch welches eine zentrale Bohrung

111 hindurchgeführt ist, in welcher die abgeschirmte Kabelanordnung 70 fest angebracht ist, und zwar durch einen Abschlußstopfen 118. Die abgeschirmte Kabelanordnung 70 weist eine elektronische Schaltungsplatte

112 auf einem Substrat auf, so daß ein Anschluß mit der Spitze 24 an einem Klemmenende gebildet wird, wobei weiterhin Drähte 113 vorhanden sind, welche sich von dem anderen Klemmenende aus erstrecken und eine Verbindung mit der elektrischen Anpaßeinrichtung herstellen. Die Anordnung 70 wird in dem Gehäuse 110 durch eine bekannte beliebige Einrichtung gehalten, beispielsweise dadurch, daß der Flansch 115 des Gehäuses 110 umgebogen wird. Eine Feder 116 ist zwischen der Schulter 117 des äußeren zylindrischen Gehäuses 100 und der Schulter 114 des inneren zylindrischen Gehäuses 100 angeordnet, um eine Einrichtung zu bilden, die dazu dient, das Aufschlagen des Punktes 24 weicher zu gestalten, wenn er die damit fluchtende Klemme der in der Prüfung befindlichen Platte berührt, um die empfindliche elektronische Schaltung 112 durch den Aufschlagstoß nicht zu beschädigen. Die oben beschriebene Anordnung liefert eine gute Flexibilität, um in der Sonde 20 eine große Vielfalt von elektronischen Schaltungen anzubringen, die dazu in der Lage sind, zahlreiche Funktionen auszuführen, und zwar in Verbindung mit der in der Prüfung befindlichen Einheit und der Prüfeinrichtung, wobei eine entsprechende Anpaßeinrichtung verwendet wird. Beispielsweise kann die Schaltung 112 Pufferschaltungen oder eine Detektoreinrichtung aufnehmen.

In der F i g. 9 ist ein programmierbares Sondenbefestigungssystem veranschaulicht, welches gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Die Halterung 10 enthält die Vielzahl von Zylinderwänden 12 und eine Vielzahl von Sonden 120, wobei jeweils eine Sonde in Verbindung mit jeder Zylinderwand derart gehalten ist, daß sie eine Bewegung in der vorgegebenen Ebene ausführen kann, und zwar von einer ersten zurückgezogenen Stellung in die zweite ausgefahrene Stellung, in welcher sie mit der in der Prüfung befindlichen Einheit 121 in Berührung steht. Jede Sonde hat einen Draht 122, welcher die leitende Einrichtung in der Sonde mit der elektrischen Anpaßeinrichtung verbindet. Jede Sonde hat einen Schlauch 35, welcher das Verschlußstück mit einem Er.de eines individuellen Durchgangs 123a in einem Anschlußblock 123 verbinüei. Ausgewählte Exemplare der Sonden 120a, 12öo, 120c und 120d können ihre Schläuche 35 an eine gemeinsame Luftverteilereinrichtung 124 angeschlossen haben. Die Verteilereinrichtung 124 ist mit einem individuellen Durchgang 123a '.m Anschlußblock 123 durch einen Schlauch 36 verbunden. Das andere Ende jedes individuellen Durchgangs 122a in Verbindung mit dem Block 123 ist an einen Schlauch 35a des Sondentreibersystems 130 angeschlossen. Ein Sondentreibersystem oder ein System 130 dient dazu, die Sondenbewegungseinrichtung jeder Sonde 120 in der Sondenhalterung einzeln zu betätigen oder auch dazu, die einzelne Sondenbewegungseinrichtung der Sonden 120a, 120/>, 120c und 120c/ in Reaktion auf Steuersignale kollektiv, jedoch unabhängig, zu bewegen, welche von einer Steuereinrichtung 140 empfangen werden.

Die Steuereinrichtung 140 liefert Steuerausgangssignale, welche einem vorgegebenen Programm entsprechen, wobei diese Signale der Sondentreibereinrichtung 130 über einen Anschlußkasten 141 und elektrische Treiberleitungen 142 zugeführt werden, wobei nur eine solche Leitung zur Vereinfachung dargestellt ist. Die Steuereinrichtung 140 kann ein Computer oder eine andere programmierbare Steuereinrichtung sein, wie sie grundsätzlich bekannt ist.

Die Sondentreibereinrichtung 130 ist in der bevorzugten Ausführungsform eine Fluidtreibereinrichtung, beispielsweise ein Lufttreibersystem, welches Energie- und Luftdruckeingänge aufweist und eine Mehrzahl von Ausgangsdi'.rchgängen hat, wobei jeder Durchgang mit einem Schlauch 35a verbunden ist und wobei weiterhin eine Einrichtung vorhanden ist, welche dazu dient, den Fluiddruck an jedem Ausgangsdurchgang in Reaktion auf die Steuersignale von der Steuereinrichtung 140 zu steuern.

Die spezielle Einrichtung zur Steuerung des Fluiddruckes an jedem Ausgangsdurchgang des Sondentreibersystems 130 ist in der Fig. 10 dargestellt und weist ein durch eine Spule betätigtes Ventil 131 zwischen der Luftverteilereinrichtung 132 und dem Schlauch 35a auf, welcher zu jedem Sondenzylinder führt, und zwar durch einen Durchgang 123a in Verbindung mit dem Kasten 123. Eine Ausgangsklemme der Spule ist mit einer Gleichspannungsquelle 133 verbunden, und die andere Ausgangsklemme ist bei 134 über einen elektronischen Schalter 136 an Erde geführt, der in einer ersten Stellung die Spulenschaltung in Reaktion auf ein Signal an Erde legt, welches an einer Steuerklemme 135 empfangen wird, und weiterhin in der Weise betrieben werden kann, daß in einer zweiten Stellung die elektrische Schaltung mit der Spule verbunden ist, wenn kein Steuersignal an der Steuerklemme 135 anliegt. Die Steuerklemme 135 ist in jedem Fall mit der Steuereinrichtung 140 durch eine Leitung 142 und den Anschlußkasten 141 verbunden und empfängt die Steuersignale von der Steuereinrichtung 140, welche programmiert, welche der Sonden zu einer vorgebbaren Zeit zu bewegen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Halterung für programmierbare Sonden zum Anschluß an ein in einer elektrischen Prüfung befindliches Bauteil, wobei jede einzelne Sonde unabhängig von den übrigen Sonden zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung durch einen auf dem Schaft der Sonde angebrachten, in einem Zylinder mit Fluid-Druck beaufschlagbaren Kolben hin und her bewegbar ist, wobei der Schaft der to Sonde durch das dem Bauteil zugewandte Ende des Zylinders geführt ist und wobei über die Sonde in der zweiten Stellung eine elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und einer Prüfeinrichtung hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, is daß jede Sonde (20) auf der mit dem Fluid-Druck beaufschlagbaren Seite des Kolbens (21) einen ersten langgestreckten Ansatz (25,22a) aufweist, der einen gegenüber dem Kolben (21) geringeren Durchmesser hat und in einer an der Halterung angeordneten Führung (32,16) bewegbar ist

2. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste langgestreckte Ansatz (25) in einem bestimmten Abstand von dem Kolben (21) eine an der Zylinderwand gleitend geführte Verbreiterung aufweist.

3. Halterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste langgestreckte Ansatz, (25, 22a) im Zylinderboden (16, 30, 80) gleitbar geführt ist, durch welchen eine Zuführung für das Druck-Fluid hindurchgeleitet ist.

4. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderboden (30) und der erste langgestreckte Ansatz (25) jeweils aus einem elektrisch leitendem Material bestehen und miteinander im Gleitkontakt stehen und daß die Zylinderwand (12) aus einem Isoliermaterial besteht

5. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben aus einem elektrisch leitendem Material besteht, daß die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und einer Prüfeinrichtung über einen zweiten langgestreckten Ansatz (22), aus elektrisch leitendem Material geführt ist, welcher an dem Kolben auf der dem Bauteil zugewandten Seite angebracht ist, daß der Zylinderboden eine zentrale Führungsöffnung (32) für den auf der mit dem Fluid-Druckbeaufschlagbaren Seite des Kolbens (21) angeordneten ersten Ansatz (25) aufweist, welcher einen Teil des elektrischen Leitungspfades bildet.

6. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ansatz (25) eine Mehrzahl von sich in axialer Richtung erstreckenden elastischen Fingern aufweist, welche radial nach außen vorgespannt sind.

7. Halterung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ansatz (25) als Blechstanzteil ausgebildet ist, welches derart gebogen ist, daß eine Mehrzahl von sich in axialer Richtung erstreckenden eo elastischen Fingern gebildet sind, welche radial nach außen vorgespannt sind.

8. Halterung nach einem der Ansprüche 5—7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Verbindung den Kolben und den aus einem elektrisch leitendem Material bestehenden zweiten Ansatz (22) umfaßt, welcher mit dem Kolben verbunden ist, und eine Buchse (60) aufweist, welche in der Führung angeordnet ist und eine zentrale Bohrung (61) aufweist, in welcher der zweite Ansatz (22) gleitbar geführt ist, daß weiterhin eine den Kclben im Zylinder abdichtende Dichtung (-40) vorgesehen ist und daß eine Feder ((55) konzentrisch zu dem zweiten Ansatz angeordnet ist, durch welche der Kolben in die zweite Stellung vorgespannt ist.

9. Halterung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenhub in der ersten und zweiten Stellung jeweils durch einen Anschlag begrenzt ist und daß der Anschlag für die erste Stellung im wesentlichen durch den Zylinderboden gebildet ist.

10. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ansatz (22) mit dem Kolben verbunden ist, daß der erste (25) und der zweite (22) Ansatz eine durchgehende zentrale Bohrung (29) aufweisen und daß die elektrische Verbindung zwei getrennte gegeneinander isolierte Leiter (24,75 und 71,76,73) aufweist, welche innerhalb einer zentralen Bohrung in dem langgestreckten Ansatz und dem Kolben angeordnet ist

11. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder durch ein erstes Verschlußstück (80) im Bereich des Zylinderbodens verschlossen ist, welches den ersten Ansatz konzentrisch umgibt, und daß zur Abdichtung eine erste Dichtung (40) auf dem Kolben angeordnet ist und eine zweite Dichtung (81) zwischen dem ersten Verschlußstück und der Halterung vorgesehen ist.

12. Halterung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder durch ein zweites Verschlußstück (30) verschlossen ist, welches eine zentrale Bohrung aufweist, die über einen Durchgang (38) mit dem Fluid-Druckraum im Zylinder verbunden ist.

13. Halterung nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schulter (82) an der Führung vorgesehen ist, welche für den Kolben in seiner ersten Stellung als Anschlag dient.

14. Halterung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und der zweite Ansatz einen äußeren Hohlzylinder (100) aufweisen, welcher an dem Kolben befestigt und mit diesem hin und her bewegbar ist, daß die leitende Verbindung eine elektronische Schaltungsplatte (112) auf einem Substrat aufweist, welche in dem Hohlzylinder angeordnet ist, und daß eine Stoßdämpfereinrichtung (110, 116, 117, 114, 115) für die Sonde vorgesehen ist.

15. Halterung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßdämpfereinrichtung (HO, 116, 117,114,115) folgende Teile aufweist: Einen äußeren Hohlzylinder (100), dessen Innenraum sich an einem Ende über eine Schulter (117) erweitert, ein inneres zylindrisches Gehäuse (110), durch welches eine zentrale Bohrung (111) hindurchgeführt ist, in der die leitende Einrichtung angeordnet ist, welche ein über den äußeren Zylinder hinausragendes Stück aufweist, welches mit dem in der Prüfung befindlichen Bauteil in Berührung bringbar ist, weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß das innere zylindrische Gehäuse (110) in dem verbreiterten Ende des äußeren Hohlzylinders (100) angeordnet und relativ zu diesem bewegbar ist, daß weiterhin ein zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen dem inneren zylindrischen Gehäuse (110) und dem

äußerem Hohlzylinder (100) dienender Flansch (115) vorhanden ist und daß das innere zylindrische Gehäuse (110) in bezug auf den äußeren Hohlzylinder (100) durch eine Feder (116) nach außen vorgespannt ist, wodurch eine geringeie Einwärtsbewegung des inneren zylindrischen Gehäuses (110) in bezug auf den äußeren Hohlzylinder (100) gegen die Kraft der Feder (116) auftritt, wenn der Kolben in die zweite Stellung gebracht ist

16. Halterung nach einem der Ansprüche 10—!5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben sowie der erste und der zweite Ansatz aus einem elektrisch nichtleitenden Material bestehen.

17. Halterung nach einem der Ansprüche 10—16, dadurch gekennzeichnet, daß der eine elektrische Leiter eine elektrisch leitende Spitze (24) aufweist, welche auf dem äußeren Ende des zweiten Ansatzes angebracht ist und mit diesem bewegbar und mit dem Bauteil in Berührung zu bringen ist, wenn der Kolben in seiner zweiten Stellung ist, und daß der andere elektrische Leiter eine Abschirmung (73, 76) um die Spitze (24) und um den einen Leiter bildet

18. Halterung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein abgeschirmtes Kabel vorgesehen ist, welches einen mit der Spitze (24) verbundenen Mittelleiter (71) und eine diesen die Spitze (24) umgebende leitende Abschirmung (73, 76) hat und dazwischen eine Isolierung (72,76a, 77) aufweist, daß eine Einrichtung (23) zur Befestigung des Kabels in der zentralen Bohrung (29) des Kabels und des zweiten Ansatzes vorhanden ist, und daß ein Teil der Spitze (24) sich über die Abschirmung hinaus erstreckt