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WO2024213362A1 - Contact-pin device having measuring contact element - Google Patents

Contact-pin device having measuring contact element Download PDF

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Publication number
WO2024213362A1
WO2024213362A1 PCT/EP2024/057482 EP2024057482W WO2024213362A1 WO 2024213362 A1 WO2024213362 A1 WO 2024213362A1 EP 2024057482 W EP2024057482 W EP 2024057482W WO 2024213362 A1 WO2024213362 A1 WO 2024213362A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
contact
test
contacting
section
contact pin
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2024/057482
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
David STUHLDREIER-KAUFMANN
Thomas Bruder
Otmar Fischer
Karl-Heinz Wohlfahrt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ingun Pruefmittelbau GmbH
Original Assignee
Ingun Pruefmittelbau GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ingun Pruefmittelbau GmbH filed Critical Ingun Pruefmittelbau GmbH
Publication of WO2024213362A1 publication Critical patent/WO2024213362A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R1/00—Details of instruments or arrangements of the types included in groups G01R5/00 - G01R13/00 and G01R31/00
    • G01R1/02—General constructional details
    • G01R1/06—Measuring leads; Measuring probes
    • G01R1/067—Measuring probes
    • G01R1/06777—High voltage probes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01K—MEASURING TEMPERATURE; MEASURING QUANTITY OF HEAT; THERMALLY-SENSITIVE ELEMENTS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01K1/00—Details of thermometers not specially adapted for particular types of thermometer
    • G01K1/14—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations
    • G01K1/143—Supports; Fastening devices; Arrangements for mounting thermometers in particular locations for measuring surface temperatures
    • G—PHYSICS
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    • G01R1/07307—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card
    • G01R1/07314—Multiple probes with individual probe elements, e.g. needles, cantilever beams or bump contacts, fixed in relation to each other, e.g. bed of nails fixture or probe card the body of the probe being perpendicular to test object, e.g. bed of nails or probe with bump contacts on a rigid support
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
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    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R2201/00—Connectors or connections adapted for particular applications
    • H01R2201/20—Connectors or connections adapted for particular applications for testing or measuring purposes

Definitions

  • the present invention relates to a spring-loaded contact pin with a measuring contact element for contacting a test object, in particular for high-current applications.
  • Contact devices of this type are generally known from the prior art as part of an electrical test arrangement for electrically contacting a test object.
  • the known contact devices usually comprise a contact element spring-loaded in a sleeve element, which enables the electrical contact of predefined test points or round posts of the test object via a probe.
  • the spring-loaded contact element comprises a contact or connection section designed to accommodate a high-current line of the test arrangement.
  • the contact element is operated against the spring force of spring means to produce the contact force in a test state.
  • a large number of sleeve elements are arranged in a carrier plate of the test arrangement in order to create the contact by adjusting the carrier plate relative to the test object by generating the stroke of the contact elements.
  • the spring-loaded contact element comprises not only the contact section for receiving the high-current line, but also a fluid-conducting connection of a fluid line. Fluid connection, which is usually arranged radially or axially to the spring-loaded contact element.
  • a contact device for electrically contacting a test object, comprising a rigid base body attached to a holding device and an exchangeable contact pin arranged therein, wherein the base body has a receiving space for receiving the contact pin at a first axial end and a fluid connection for cooling the base body at an opposite, second axial end.
  • DE 20 2012 104 008 U1 discloses a spring-loaded test pin device for contacting a contact partner for testing purposes, comprising a contact pin accommodated in a sleeve-shaped housing and movable in the axial direction, wherein the contact pin can be designed as a temperature sensor.
  • a high-current contact socket for receiving a contact pin and for establishing an electrical connection with the contact pin, comprising an axially movable piston with a clamping element for clampingly receiving the contact pin, as well as a temperature sensor attached to the piston for measuring a temperature within the high-current contact socket.
  • WO 2020/001782 A1 discloses a high-current contact device for contacting a high-current socket, comprising a contact pin with a plurality of contact segments slotted in the radial direction for contacting an inner contact surface of the high-current socket, wherein a test line for measuring a temperature in the contact area of the contact segments is provided in a contact area of the contact segments.
  • the object of the present invention is to provide an improved contact device for testing purposes in high-current applications and in battery production based on the prior art.
  • a contact pin is to be provided which enables optimized testing, in particular at predefined test points or round posts of a test object in high-current applications.
  • the invention in a first aspect, relates to a contact pin for electrically contacting a test object at intended test points, round posts or flat plug tongues, in particular for high-current applications and/or in battery production, comprising a housing extending along a longitudinal axis, in particular in the form of a sleeve, an axially movable contact section arranged at the end for electrically contacting the test object, a connection section opposite this, and a measuring contact element galvanically isolated from the contact section, wherein the measuring contact element is designed as a measuring contact pin that is axially movable against a spring force for measuring a physical property of the test object.
  • the device according to the invention enables simultaneous contacting of a test object for detecting voltage and/or current by means of the contacting section and detection of at least one physical property in a contact area and in particular a physical property of the test object.
  • This is preferably an electrical resistance or a temperature of the test object, in particular on a surface of the test object to be contacted.
  • this enables optimized testing in a battery manufacturing process, such as forming and/or testing battery cells, in particular round cells or prismatic cells.
  • the contacting section is designed for electrical contacting of the test object and preferably comprises contacting elements arranged at the end of the contact pin. These can, for example, comprise axially extending contact tips and, more advantageously, pyramid-shaped contact tips which extend in the longitudinal direction of the contact pin.
  • the contacting section comprises a plurality of contact elements which are preferably evenly distributed around the centrally arranged measuring contact element.
  • the contacting section can be formed integrally with a housing or inner housing of the contact pin.
  • the contacting section is advantageously connected in an electrically conductive manner to a housing of the contact pin.
  • the housing advantageously comprises a preferably sleeve-shaped outer housing in which an inner housing comprising the contacting section and preferably also formed in a sleeve-shaped manner is guided at least in sections.
  • connection section is preferably arranged on the back of the contact pin and is designed to provide a corresponding connection to the Voltage and/or current measurement and a connection to the measuring contact element by means of suitable cabling.
  • the connection section for the electrical contact can be designed as a threaded bolt with an inner bore, which is designed to be screwed into a suitable receptacle of an associated test device or a test contact head. This makes it possible to establish a mechanical and electrical connection with a test device.
  • the contact pin can have a sense contact socket that is galvanically isolated from the housing. This can be arranged, for example, within the inner bore of the threaded bolt.
  • the measuring contact element is designed to measure a temperature of the test object.
  • the measuring contact element can be designed as a spring-loaded inner conductor of the contact pin for measuring a temperature of the test object, and in particular a temperature of a contacted surface of the test object.
  • the temperature of the test object itself can be monitored during the test for voltage and/or current, so that, for example, if a critical temperature is exceeded, the test process can be switched off.
  • the contact pin and/or the test object can optionally be cooled depending on the temperature.
  • the contact pin and/or a test contact head connected to the contact pin can have coolants described in more detail below, which can interact by means of a correspondingly designed control unit assigned to the contact pin and/or the test contact head.
  • a control unit can be designed to control the coolants depending on the temperature, so that the temperature of the test object does not reach a predefined, critical range or so that it remains below a predefined, critical range.
  • the The control unit must be designed to control the coolants in such a way that they are not activated or switched off at a predefined, lower temperature of the test object.
  • the measuring contact element is arranged independently of the contact section in the housing or is movable relative to the housing. This allows optimized contacting while compensating for tolerances in a test object.
  • the contact section is arranged axially pre-tensioned in the housing by means of spring force, or an inner housing comprising the contact section is arranged axially pre-tensioned in an outer housing.
  • the measuring contact element is arranged axially pre-tensioned in the contact section and/or in the housing by means of spring force.
  • the measuring contact element is arranged in a non-contact position of the contact pin in a protruding position relative to the contact section in a side view.
  • the measuring contact element extends in the longitudinal direction of the contact pin beyond the contact section.
  • the contact pin comprises a guide element which is arranged between the measuring contact element and the contacting section and which is axially is arranged in a movably guided manner.
  • the guide element is preferably made of plastic material or another insulator, for example PEEK, for galvanic isolation between the measuring contact element and the contacting section.
  • the guide element is preferably connected to the measuring contact element in a force-locking manner, in particular clamped and/or glued to it.
  • the guide element preferably comprises a substantially hollow cylindrical element which encloses the measuring contact element on the circumference.
  • the guide element is advantageously movably guided in an inner housing of the contact pin which encloses the contacting section. In a non-contact position of the contact pin, the guide element preferably rests against an end-side annular shoulder of the inner housing or the contacting section with spring force applied to it.
  • the contact pin comprises a first spring element, which is arranged in the preferably sleeve-shaped housing between the contacting section and a rear ring section of the housing.
  • the contacting section is prestressed against the housing, in particular against an outer housing.
  • the contact pin preferably comprises a second spring element, which is arranged in the preferably sleeve-shaped contact section between the guide element surrounding the measuring contact element and a rear ring section of the contact section.
  • the invention relates to a test contact head for electrically contacting a test object at designated test points, in particular for high-current applications and/or during battery production, in particular at round posts or flat plug-in tabs of a test object, having a receiving area and a connection area opposite thereto, wherein the test contact head comprises at least one contact pin as described above.
  • the test contact head enables in particular an optimized testing process during a battery manufacturing process, such as forming and/or testing battery cells, in particular round cells or prismatic cells.
  • the test contact head can be designed to include at least one additional test contact pin known per se in addition to the contact pin according to the invention, which is preferably designed as a spring-loaded test contact pin.
  • the test contact pin can be arranged extending parallel to the contact pin according to the invention.
  • the test contact pin can have a contacting surface which surrounds the contact pin according to the invention on the circumference in plan view.
  • the contacting surface can comprise a preferably central recess in which the contacting section of the test pin according to the invention is arranged.
  • the test contact head can have a preferably spring-loaded test contact pin with a contacting surface arranged at the end for contacting a test object, wherein the contacting surface comprises a preferably central recess for receiving the contact pin as described above, such that the contacting surface surrounds a contacting section on the circumference in axial plan view.
  • the test contact pin and/or the contact pin with measuring contact element according to the invention can preferably be designed to be selectively connectable in the receiving area of the test contact head.
  • the receiving area of the test contact head is designed for the preferably detachable reception and fastening of a plurality of known test contact pins, in particular spring-loaded test contact pins, wherein the test contact head further preferably comprises at least one contact pin according to one of the preceding claims.
  • the receiving area preferably comprises a grid of receiving openings, each of which is designed to receive a test contact pin and/or the contact pin as described above.
  • the test contact head comprises cooling means which are designed to cool the test contact pins in the receiving area and/or a respective end contact area of the test contact head with a cooling fluid.
  • Compressed air and more preferably cooled compressed air are preferably used as the cooling fluid.
  • the test contact head comprises a connection element, preferably arranged on the back or side of its housing, which is designed for connection to a cooling fluid-conducting connection.
  • the test contact head is further advantageously designed in such a way that it has a fluid-conducting interior or fluid-conducting elements which are connected to the coolants in such a fluid-conducting manner that a cooling fluid supplied to the test contact head can exit at the respective coolants.
  • the cooling means can preferably have one or more axial openings in the receiving area of the test contact head, which are arranged in particular between the receiving openings for the test pins and preferably extend axially parallel thereto. In this way, a gap between the test pins can be cooled with cooling fluid.
  • the cooling means comprise at least one cooling pin, which is designed to be arranged in the receiving area of the test contact head and, more preferably, to be connected to a coolant supply of the test contact head.
  • the cooling pin is preferably designed such that it extends into a distal contact area of the test contact head.
  • the cooling pin preferably comprises a sleeve-shaped base body with a cooling fluid channel arranged therein and an end-side head section, which has at least one lateral, preferably slot-shaped, circular segment-shaped outlet opening connected to the cooling fluid channel in a lateral surface of the head section.
  • the circular segment-shaped outlet opening is preferably designed to enclose an exit angle of at least 45°, more preferably of at least 90° and further preferably of at least 180° in an axial plan view of the cooling pin.
  • the head section comprises two at least partially overlapping and more preferably circular segment-shaped outlet openings, which in plan view have a respective opening angle of at least 180° and which are designed to dispense or distribute a cooling fluid over the entire circumference of the head section.
  • the two outlet openings can be arranged offset in the longitudinal direction of the cooling pin. Overlapping outlet opening means that the respective opening angles of the outlet openings at least partially overlap in an axial plan view of the cooling pin.
  • Fig. 1a a perspective side view of an inventive
  • Fig. 1 b a side sectional view of the contact pin according to Fig. 1a;
  • Fig. 1c an enlarged perspective side view of the
  • Fig. 2a, b a side view of the contact pin according to the invention according to Fig. 1 in a non-contact position and a partially spring-loaded contact position when contacting a test object;
  • Fig. 3a, b a perspective side view and a perspective top view of a test contact head according to the invention having a plurality of test contact pins;
  • Fig. 4a-c a perspective side view, a perspective top view and a side view of a test contact head according to the invention according to a further embodiment, comprising a contact section and a contact pin according to the invention arranged centrally therein;
  • Fig. 5a-c a perspective side view, a top view and a sectional view of a further embodiment of the contact head according to the invention, wherein the contact head comprises coolant for cooling the test contact pins and/or a contact area of the test contact head with a cooling fluid;
  • Fig. 6a-c a side view, a sectional view and a perspective side view of a cooling pin according to the invention.
  • FIG. 1a-c A preferred embodiment of the contact pin 10 according to the invention is shown in Figs. 1a-c.
  • This comprises a housing 1 extending in particular in the form of a sleeve along a longitudinal direction L.
  • the housing 1 is made of a conductive material and comprises a cylindrical outer housing 1a and an inner housing 1b, which is also cylindrical and is guided at least partially therein.
  • the contact pin 10 further comprises an axially movable contact section 2 for electrically contacting the test object and a connection section 3 opposite it.
  • the contact section 2 is preferably designed integrally with the inner housing 1 b.
  • the contact section 2 can alternatively be designed to be selectively connectable to the inner housing 1 b, for example screwable.
  • the connection section 3 is preferably designed integrally with the housing 1 and in particular with the outer housing 1 a.
  • the connection section 3 is designed for the preferably electrical and mechanical connection of the contact pin 10 to a device holding the contact pin, such as a test contact head 20 described further below.
  • connection section 3 can be designed as a threaded bolt with an inner bore 3a, which is designed to be screwed into a suitable receptacle of an associated test contact head 20.
  • a current and/or voltage signal transmitted from the contacting section 2 can thus be transmitted via the housing 1 to the connection section 3.
  • the contact pin 10 further comprises a measuring contact element 4 which is galvanically separated from the contacting section 2.
  • this is designed as a measuring contact pin which is axially movable against a spring force for measuring a physical property of the test object 40.
  • the measuring contact pin 4 can measure a physical property, in particular a temperature of the test object, when it comes into contact with a test object 40 to be tested.
  • the measuring contact element 4 comprises a suitable sensor on a distal region of the measuring contact pin.
  • a guide element 6 is arranged between the measuring contact element 4 and the contacting section 2, which is mounted in an axially movable manner within the contacting section 2.
  • the guide element 6 is rigidly connected or clamped and/or glued to the measuring contact element 4.
  • a cylindrical separating element 9 is arranged between the measuring contact element 4 and a lower area of the inner housing 1b facing away from the contacting section 2, which has a central guide bore 9a in which the measuring contact element 4 is guided in an axially movable manner.
  • the guide element 6 and the separating element 9 are made of electrically insulating material or are designed as an insulator and enable galvanic separation of the measuring contact element 4 and the housing 1 with the contacting section 2. As shown in Fig.
  • the contact pin 10 comprises a first spring element 5a, which is arranged in the sleeve-shaped housing 1, in particular in the outer housing 1 a between the contacting section 2 or the inner housing 1 b comprising the contacting section 2 and a rear ring section 7a of the housing 1.
  • the contact pin also comprises a second spring element 5b, which is arranged in the inner housing 1 b between a guide element 6 surrounding the measuring contact element 4 and a rear ring section 7b.
  • the ring section 7b can be formed integrally with the separating element 9.
  • the first and second spring elements 5a, 5b are designed as compression springs.
  • the contacting section 2 is thus arranged axially pre-tensioned in the housing 1 by means of spring force applied by the first spring element 5a.
  • the measuring contact element 4 is arranged axially pre-tensioned in the contacting section 2 or in the inner housing 1b by means of spring force applied by the second spring element 5b.
  • the measuring contact element 4 is arranged to be axially movable independently of the contacting section 2 or the rest of the housing 1.
  • the contacting section 2 comprises a plurality of contact elements, in particular axially extending contact tips 8. These are preferably arranged surrounding the measuring contact element 4.
  • the contact tips 8 are further preferably arranged evenly distributed around the centrally arranged measuring contact element 4.
  • a distal contact end 4a of the measuring contact element 4 is preferably dome-shaped and preferably comprises a temperature sensor arranged on it or therein. In a non-contacting position, the measuring contact element 4 or its contact end 4a protrudes longitudinally from the contacting section 4 and in particular from its contact tips 8.
  • the contact end 4a and thus the measuring contact element 4 are first brought into contact with the test object 40 before electrical contact of the test object is made through the contacting section 2.
  • the contact pin 10 is moved onto the test object 40 in the direction A.
  • the protruding measuring contact element 4 initially causes the measuring contact element 4 to deflect together with the guide element 6 against the spring force of the second spring element 5b.
  • further movement in the direction A causes the contacting section 2 and thus the inner housing 1b in the outer housing 1a to deflect against the spring force of the first spring element 5a.
  • Fig. 3a, 3b show a preferred embodiment of a test contact head 20 according to the invention for electrically contacting a test object, for example at designated test points, in particular round posts or flat plug-in tongues, for high-current applications or in battery production such as the formation and/or testing of battery cells.
  • the test contact head 20 comprises a receiving area 21 for preferably detachably receiving and fastening a plurality of contact pins 30.
  • the receiving area 21 can have a grid of receiving openings 23, each of which is designed to receive a known test contact pin 30 and/or the contact pin 10 according to the invention.
  • the test contact head 20 preferably has a connection area 22 (see Fig. 5c). This includes electrical and/or mechanical connecting elements for connecting the test head to a test system (not shown).
  • the test contact pin 30 and the contact pin 10 according to the invention are arranged in the receiving area 21 in such a way that the respective contact heads 30a of the contact pins 30 and the contacting section 2 of the contact pin 10 extend essentially to the same length in the longitudinal direction of the test contact head 20.
  • the contact heads 30a form a distal contacting area 25 of the test contact head (see Fig. 5a).
  • the contact pin 10 is preferably arranged centrally on the test contact head 20, i.e. the other test contact pins 30 are arranged surrounding it.
  • Fig. 4a-4c shows a further preferred embodiment of the test contact head 20.
  • the test contact head 20 has a test contact pin 30 with a contacting surface 30b which surrounds the contact pin 10 according to the invention on the circumference in a plan view.
  • the contacting surface can comprise a preferably central recess 30c in which the contacting section 2 of the test pin 10 according to the invention is arranged.
  • the test contact pin 30 is arranged or received in the receiving area 21 of the test contact head 20.
  • the test contact pin 30 is preferably designed as a spring-loaded contact pin.
  • the contact pin 10 is arranged centrally in the test contact pin 30.
  • the contacting section 2 of the contact pin 10 is arranged centrally in the recess 30c and can protrude in the longitudinal direction in a non-contacting position in a side view of the test contact head 20, as shown in Fig. 4a and 4c.
  • Fig. 5a-c show a further preferred embodiment of the test contact head 20, in which it comprises cooling means 26,27, which are used for Cooling of the test contact pins 30 and/or a respective end contact region 25 of the test contact head 20 with a cooling fluid.
  • the cooling means can comprise a plurality of axial openings 26, which are arranged in the receiving area 21 of the test contact head 20, in particular between the receiving openings 23 for the individual test contact pins 30.
  • the openings 26 are formed in an end housing wall of the test contact head 20 and preferably run axially parallel to the receiving openings 23.
  • the openings 26 are connected to fluid-conducting channels 24a of the test contact head 20, which can be supplied with cooling fluid, in particular with actively cooled or uncooled compressed air, by means of a suitable fluid connection 24b of the test contact head 20.
  • the cooling means can alternatively or additionally comprise one or more cooling pins 27, which can be arranged in the receiving area 21 and extend into a distal contact area 25 of the test contact head 20.
  • the cooling pins 27 are connected in a fluid-conducting manner to the channels 24a of the test contact head 20 for supplying cooling fluid.
  • Fig. 6a-6c show a preferred embodiment of a cooling pin 27 according to the invention.
  • This comprises a sleeve-shaped base body 27a with a cooling fluid channel 28 arranged therein and an end-side head section 27b.
  • the cooling pin 27 is designed as a spring-loaded pin and comprises an inner housing 27c which is guided at least in sections in an outer housing or in the base body 27a.
  • the head section 27b is formed integrally with the cylindrical inner housing 27c.
  • the inner housing 27c is preloaded into a non-contact position by means of a spring element 27d.
  • the cooling pin comprises at least one lateral, preferably slot-shaped, circular segment-shaped outlet opening 29a, b connected to the cooling fluid channel 28 in a lateral surface 27c of the head section 27b.
  • the circular segment-shaped outlet opening is preferably designed to enclose an outlet angle of at least 45°, more preferably of at least 90° and further preferably of at least 180° in an axial plan view of the cooling pin 27.
  • the head section 27b comprises two at least partially overlapping, circular segment-shaped outlet openings 29a, b, which in plan view each have an opening angle of at least 180° and which are designed to dispense or distribute a cooling fluid over the entire circumference of the head section 27b.
  • the two outlet openings are arranged offset in the longitudinal direction of the cooling pin 27.

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Abstract

The invention relates to a contact pin (10) for electrically contacting a test object at designated test points, in particular round posts or blade-type tabs for high-current applications or in battery production, comprising: a housing (1) which extends, in particular in the form of a sleeve, along a longitudinal axis (L); an axially movable contacting portion (2) which is arranged at the end for electrically contacting the test object; a connecting portion (3) opposite the contacting portion; and a measuring contact element (4) which is electrically insulated with respect to the contacting portion (2), wherein the measuring contact element (4) is in the form of a measuring contact pin which is movable axially against a spring force for measuring a physical property of the test object (40).

Description

Kontaktstiftvorrichtung mit Messkontaktelement contact pin device with measuring contact element

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gefederten Kontaktstift mit einem Messkontaktelement zur Kontaktierung eines Prüflings insbesondre für Hochstromanwendungen. The present invention relates to a spring-loaded contact pin with a measuring contact element for contacting a test object, in particular for high-current applications.

Aus dem Stand der Technik sind gattungsbildende Kontaktvorrichtungen als Bestandteil einer elektrischen Prüfanordnung zum elektrischen Kontaktieren eines Prüflings allgemein bekannt. Die bekannten Kontaktvorrichtungen umfassen üblicherweise ein, in einem Hülsenelement gefedert angeordnetes Kontaktelement, welches über einen Tastkopf das elektrische Kontaktieren von vordefinierten Testpunkten oder Rundpfosten des Prüflings ermöglicht. Zudem umfasst das gefederte Kontaktelement einen, zum Aufnehmen einer Hochstromleitung der Prüfanordnung ausgebildeten Kontakt- oder Anschlussabschnitt. Zum Sicherstellen einer guten Kontaktierung zwischen dem Kontaktelement und dem Prüfling wird das Kontaktelement entgegen der Federkraft von Federmitteln zum Herstellen der Kontaktkraft in einem Prüfzustand betrieben. Für eine einfache Handhabung beim Prüfen des Prüflings ist eine Vielzahl an Hülsenelementen in einer Trägerplatte der Prüfanordnung angeordnet, um durch Relativverstellen der Trägerplatte zum Prüfling die Kontaktierung durch das Erzeugen des Hubs der Kontaktelemente zu erzeugen. Contact devices of this type are generally known from the prior art as part of an electrical test arrangement for electrically contacting a test object. The known contact devices usually comprise a contact element spring-loaded in a sleeve element, which enables the electrical contact of predefined test points or round posts of the test object via a probe. In addition, the spring-loaded contact element comprises a contact or connection section designed to accommodate a high-current line of the test arrangement. To ensure good contact between the contact element and the test object, the contact element is operated against the spring force of spring means to produce the contact force in a test state. For easy handling when testing the test object, a large number of sleeve elements are arranged in a carrier plate of the test arrangement in order to create the contact by adjusting the carrier plate relative to the test object by generating the stroke of the contact elements.

Ferner sind im Zusammenhang mit Hochstromanwendungen auch Kühlkonzepte bekannt, bei denen es zu einer aktiven Kühlung der stromführenden Komponenten durch einen gesteuerten Fluidvolumenstrom eines Kühlfluids kommt. Hierfür umfasst das gefederte Kontaktelement neben dem Kontaktabschnitt zur Aufnahme der Hochstromleitung auch einen zum fluidleitenden Verbinden einer Fluidleitung ausgebildeten Fluidanschluss, der üblicherweise radial oder axial zum gefederten Kontaktelement angeordnet ist. Furthermore, cooling concepts are also known in connection with high-current applications in which the current-carrying components are actively cooled by a controlled fluid volume flow of a cooling fluid. For this purpose, the spring-loaded contact element comprises not only the contact section for receiving the high-current line, but also a fluid-conducting connection of a fluid line. Fluid connection, which is usually arranged radially or axially to the spring-loaded contact element.

Die DE 20 2020 103 531 U1 offenbart eine Kontaktvorrichtung zum elektrischen Kontaktieren eines Prüflings aufweisend einen an eine Haltevorrichtung angebrachten starren Grundkörper und einen darin angeordneten, austauschbaren Kontaktstift, wobei der Grundkörper an einem ersten axialen Ende einen Aufnahmeraum zur Aufnahme des Kontaktstifts und an einem gegenüberliegenden, zweiten axialen Ende einen Fluidanschluss zum kühlen des Grundkörpers aufweist. DE 20 2020 103 531 U1 discloses a contact device for electrically contacting a test object, comprising a rigid base body attached to a holding device and an exchangeable contact pin arranged therein, wherein the base body has a receiving space for receiving the contact pin at a first axial end and a fluid connection for cooling the base body at an opposite, second axial end.

Die DE 20 2012 104 008 U1 offenbart eine gefederte Prüfstiftvorrichtung zum Kontaktieren eines Kontaktpartners zur Prüfzwecken, aufweisend einen in einem hülsenförmigen Gehäuse aufgenommenen und in Axialrichtung beweglichen Kontaktstift, wobei der Kontaktstift als Temperatursensor ausgebildet sein kann. DE 20 2012 104 008 U1 discloses a spring-loaded test pin device for contacting a contact partner for testing purposes, comprising a contact pin accommodated in a sleeve-shaped housing and movable in the axial direction, wherein the contact pin can be designed as a temperature sensor.

Die DE 10 2017 114 510 A1 offenbart eine Hochstrom kontaktbuchse zur Aufnahme eines Kontaktstifts und zum Herstellen einer elektrischen Verbindung mit dem Kontaktstift, aufweisend einen axial beweglichen Kolben mit einem Klemmelement zur klemmenden Aufnahme des Kontaktstifts, sowie einen am Kolben anliegenden Temperaturfühler zur Messung einer Temperatur innerhalb der Hochstromkontaktbuchse. DE 10 2017 114 510 A1 discloses a high-current contact socket for receiving a contact pin and for establishing an electrical connection with the contact pin, comprising an axially movable piston with a clamping element for clampingly receiving the contact pin, as well as a temperature sensor attached to the piston for measuring a temperature within the high-current contact socket.

Die WO 2020/001782 A1 offenbart eine Hochstromkontaktvorrichtung zum Kontaktieren einer Hochstrombuchse, umfassend einen Kontaktstift mit mehreren in radialer Richtung geschlitzten Kontaktsegmenten zum Kontaktieren einer Innenkontaktfläche der Hochstrombuchse, wobei in einem Kontaktbereich der Kontaktsegmente eine Prüfleitung zum Messen einer Temperatur im Kontaktbereich der Kontaktsegmente vorgesehen ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, basierend auf dem Stand der Technik eine verbesserte Kontaktvorrichtung zu Prüfzwecken bei Hochstromanwendungen und bei der Batterieherstellung bereitzustellen. Insbesondere soll ein Kontaktstift bereitgestellt werden, welcher ein optimiertes Prüfen insbesondere an vordefinierten Testpunkten oder Rundpfosten eines Prüflings bei Hochstromanwendungen ermöglicht. WO 2020/001782 A1 discloses a high-current contact device for contacting a high-current socket, comprising a contact pin with a plurality of contact segments slotted in the radial direction for contacting an inner contact surface of the high-current socket, wherein a test line for measuring a temperature in the contact area of the contact segments is provided in a contact area of the contact segments. The object of the present invention is to provide an improved contact device for testing purposes in high-current applications and in battery production based on the prior art. In particular, a contact pin is to be provided which enables optimized testing, in particular at predefined test points or round posts of a test object in high-current applications.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen erfindungsgemäßen Kontaktstift nach Anspruch 1 sowie eine erfindungsgemäßes Prüfkontaktkopf nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. The object of the present invention is achieved by a contact pin according to claim 1 and a test contact head according to claim 11. Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims. The scope of the invention includes all combinations of at least two of the features disclosed in the description, the claims and/or the figures.

In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung einen Kontaktstift zum elektrischen Kontaktieren eines Prüflings an vorgesehenen Testpunkten, Rundpfosten oder Flachsteckzungen insbesondere für Hochstromanwendungen und/oder bei der Batterieherstellung, aufweisend ein sich entlang einer Längsachse insbesondere hülsenförmig erstreckendes Gehäuse, einen endseitig angeordneten, axial beweglichen Kontaktierungsabschnitt zum elektrischen Kontaktieren des Prüflings, einen diesen gegenüberliegenden Anschlussabschnitt, und ein vom Kontaktierungsabschnitt galvanisch getrennten Messkontaktelement, wobei das Messkontaktelement als entgegen einer Federkraft axial beweglicher Messkontaktstift zur Messung einer physikalischen Eigenschaft des Prüflings ausgebildet ist. In a first aspect, the invention relates to a contact pin for electrically contacting a test object at intended test points, round posts or flat plug tongues, in particular for high-current applications and/or in battery production, comprising a housing extending along a longitudinal axis, in particular in the form of a sleeve, an axially movable contact section arranged at the end for electrically contacting the test object, a connection section opposite this, and a measuring contact element galvanically isolated from the contact section, wherein the measuring contact element is designed as a measuring contact pin that is axially movable against a spring force for measuring a physical property of the test object.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht eine gleichzeitige Kontaktierung eines Prüflings zum Erfassen von Spannung und/oder Strom mittels des Kontaktierungsabschnitts und ein Erfassen wenigstens einer physikalischen Eigenschaft in einem Kontaktbereich und insbesondere einer physikalischen Eigenschaft des Prüflings. Bevorzugt handelt es sich hierbei um einen elektrischen Widerstand oder eine Temperatur des Prüflings, insbesondere an einer zu kontaktierenden Oberfläche des Prüflings. Hierdurch kann mittels des erfindungsgemäßen Kontaktstifts eine gleichzeitige Erfassung mehrerer Parameter mit einem kompakten Bauteil erzielt werden. Weiterhin wird hierdurch ein optimiertes Prüfen bei einem Herstellungsprozess von Batterien, wie einer Formierung und/oder einem Test von Batteriezellen, insbesondere von Rundzellen oder Prismatischen Zellen, ermöglicht. The device according to the invention enables simultaneous contacting of a test object for detecting voltage and/or current by means of the contacting section and detection of at least one physical property in a contact area and in particular a physical property of the test object. This is preferably an electrical resistance or a temperature of the test object, in particular on a surface of the test object to be contacted. In this way, a simultaneous recording of several parameters with a compact component can be achieved by means of the contact pin according to the invention. Furthermore, this enables optimized testing in a battery manufacturing process, such as forming and/or testing battery cells, in particular round cells or prismatic cells.

Der Kontaktierungsabschnitt ist erfindungsgemäß zur elektrischen Kontaktierung des Prüflings ausgebildet und umfasst dabei vorzugsweise endseitig des Kontaktstifts angeordnete Kontaktierungselemente. Diese können beispielsweise axial erstreckende Kontaktspitzen und weiter vorteilhaft pyramidenförmige Kontaktspitzen umfassen, welche sich in Längsrichtung des Kontaktstifts erstrecken. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kontaktierungsabschnitt eine Mehrzahl von Kontaktelementen welche vorzugsweise gleichmäßig verteilt um das zentral abgeordnete Messkontaktelement angeordnet sind. According to the invention, the contacting section is designed for electrical contacting of the test object and preferably comprises contacting elements arranged at the end of the contact pin. These can, for example, comprise axially extending contact tips and, more advantageously, pyramid-shaped contact tips which extend in the longitudinal direction of the contact pin. In a preferred embodiment, the contacting section comprises a plurality of contact elements which are preferably evenly distributed around the centrally arranged measuring contact element.

Der Kontaktierungsabschnitt kann integral mit einem Gehäuse oder Innengehäuse des Kontaktstifts ausgebildet sein. Vorteilhaft ist der Kontaktierungsabschnitt elektrisch leitend mit einem Gehäuse des Kontaktstifts verbunden. Das Gehäuse umfasst vorteilhaft ein vorzugsweise hülsenförmiges Außengehäuse, in welchem ein den Kontaktierungsabschnitt umfassendes und vorzugsweise ebenfalls hülsenförmig ausgebildetes Innengehäuse wenigstens abschnittsweise geführt ist. The contacting section can be formed integrally with a housing or inner housing of the contact pin. The contacting section is advantageously connected in an electrically conductive manner to a housing of the contact pin. The housing advantageously comprises a preferably sleeve-shaped outer housing in which an inner housing comprising the contacting section and preferably also formed in a sleeve-shaped manner is guided at least in sections.

Der Anschlussabschnitt ist vorzugsweise rückseitig am Kontaktstift angeordnet und ausgebildet, eine entsprechende Anbindung zur Spannung- und/oder Strommessung sowie eine Anbindung an das Messkontaktelement mittels geeigneter Verkabelung bereitzustellen. Der Anschlussabschnitt für die elektrische Kontaktierung kann hierbei als Gewindebolzen mit einer Innenbohrung ausgebildet sein, welcher als in eine geeignete Aufnahme einer zugehörigen Prüfvorrichtung oder eines Prüfkontaktkopfs einschraubbar ausgebildet ist. Hierdurch kann eine mechanische und elektrische Verbindung mit einer Prüfvorrichtung hergestellt werden. Zur Kontaktierung des Messkontaktelements kann der Kontaktstift eine vom Gehäuse galvanisch getrennte Sense-Kontaktbuchse aufweisen. Diese kann beispielsweise innerhalb der Innenbohrung des Gewindebolzens angeordnet sein. The connection section is preferably arranged on the back of the contact pin and is designed to provide a corresponding connection to the Voltage and/or current measurement and a connection to the measuring contact element by means of suitable cabling. The connection section for the electrical contact can be designed as a threaded bolt with an inner bore, which is designed to be screwed into a suitable receptacle of an associated test device or a test contact head. This makes it possible to establish a mechanical and electrical connection with a test device. To contact the measuring contact element, the contact pin can have a sense contact socket that is galvanically isolated from the housing. This can be arranged, for example, within the inner bore of the threaded bolt.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messkontaktelement zur Messung einer Temperatur des Prüflings ausgebildet. Insbesondere kann das Messkontaktelement als gefederter Innenleiter des Kontaktstifts zur Messung einer Temperatur des Prüflings, und insbesondere einer Temperatur einer kontaktierten Oberfläche des Prüflings, ausgebildet sein. Auf diese Weise kann während der Prüfung auf Spannung und/oder Strom eine Überwachung der Temperatur des Prüflings selbst erfolgen, so dass beispielsweise bei Überschreitung einer kritischen Temperatur eine Abschaltung des Prüfvorgangs ausgelöst werden kann. Weiterhin kann optional eine Kühlung des Kontaktstifts und/oder des Prüflings temperaturabhängig erfolgen. Hierzu kann der Kontaktstift und/oder ein mit dem Kontaktstift verbundener Prüfkontaktkopf nachfolgend näher beschriebene Kühlmittel aufweisen, welche mittels einer entsprechend ausgebildeten, dem Kontaktstift und/oder dem Prüfkontaktkopf zugeordneten Steuereinheit Zusammenwirken können. Beispielsweise kann eine derartige Steuereinheit ausgebildet sein, die Kühlmittel temperaturabhängig anzusteuern, damit die Temperatur des Prüflings nicht einen vordefinierten, kritischen Bereich erreicht bzw. damit diese unterhalb eines vordefinierten, kritischen Bereichs verbleibt. Weiterhin kann die Steuereinheit ausgebildet sein, die Kühlmittel derart anzusteuern, dass diese bei einer vordefinierten, geringeren Temperatur des Prüflings nicht aktiviert bzw. abgeschaltet werden. In a preferred embodiment, the measuring contact element is designed to measure a temperature of the test object. In particular, the measuring contact element can be designed as a spring-loaded inner conductor of the contact pin for measuring a temperature of the test object, and in particular a temperature of a contacted surface of the test object. In this way, the temperature of the test object itself can be monitored during the test for voltage and/or current, so that, for example, if a critical temperature is exceeded, the test process can be switched off. Furthermore, the contact pin and/or the test object can optionally be cooled depending on the temperature. For this purpose, the contact pin and/or a test contact head connected to the contact pin can have coolants described in more detail below, which can interact by means of a correspondingly designed control unit assigned to the contact pin and/or the test contact head. For example, such a control unit can be designed to control the coolants depending on the temperature, so that the temperature of the test object does not reach a predefined, critical range or so that it remains below a predefined, critical range. Furthermore, the The control unit must be designed to control the coolants in such a way that they are not activated or switched off at a predefined, lower temperature of the test object.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messkontaktelement unabhängig vom Kontaktierungsabschnitt im Gehäuse bzw. relativ zum Gehäuse beweglich angeordnet. Hierdurch kann eine optimierte Kontaktierung unter Toleranzausgleich eines Prüflings erfolgen. Vorzugsweise ist der Kontaktierungsabschnitt mittels Federkraftbeaufschlagung axial im Gehäuse vorgespannt angeordnet bzw. ein den Kontaktierungsabschnitt umfassendes Innengehäuse axial vorgespannt in einem Außengehäuse angeordnet. Weiter bevorzugt ist das Messkontaktelement mittels Federkraftbeaufschlagung axial im Kontaktierungsabschnitt und/oder im Gehäuse vorgespannt angeordnet. In a preferred embodiment, the measuring contact element is arranged independently of the contact section in the housing or is movable relative to the housing. This allows optimized contacting while compensating for tolerances in a test object. Preferably, the contact section is arranged axially pre-tensioned in the housing by means of spring force, or an inner housing comprising the contact section is arranged axially pre-tensioned in an outer housing. More preferably, the measuring contact element is arranged axially pre-tensioned in the contact section and/or in the housing by means of spring force.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messkontaktelement in einer Nichtkontaktierungsposition des Kontaktstifts gegenüber dem Kontaktierungsabschnitt in seitlicher Ansicht vorstehend angeordnet. In anderen Worten erstreckt sich das Messkontaktelement in Längsrichtung des Kontaktstifts über den Kontaktierungsabschnitt hinaus. Hierdurch wird bei einer Kontaktierung eines Prüflings zunächst das Messkontaktelement in Kontakt mit dem Prüfling gebracht, bevor mit weiterer Bewegung des Kontaktstifts auf den Prüfling dann eine Kontaktierung mit dem Kontaktierungsabschnitt erfolgt. Unter Nichtkontaktierungsposition wird vorliegend eine nicht kraftbeaufschlagte Position des Kontaktstifts bzw. Ausgangsposition verstanden, in welchem dieser keinen Kontakt mit einem Prüfling hat. In a preferred embodiment, the measuring contact element is arranged in a non-contact position of the contact pin in a protruding position relative to the contact section in a side view. In other words, the measuring contact element extends in the longitudinal direction of the contact pin beyond the contact section. As a result, when contacting a test object, the measuring contact element is first brought into contact with the test object before contact is made with the contact section with further movement of the contact pin onto the test object. In this case, the non-contact position is understood to mean a position of the contact pin in which no force is applied or a starting position in which it has no contact with a test object.

Weiter bevorzugt umfasst der Kontaktstift ein Führungselement, welches zwischen dem Messkontaktelement und Kontaktierungsabschnitt angeordnet ist, und welches innerhalb des Kontaktierungsabschnitts axial beweglich geführt angeordnet ist. Das Führungselement ist vorzugsweise aus Kunststoffmaterial oder einem anderen Isolator, beispielsweise aus PEEK, zur galvanischen Trennung zwischen Messkontaktelement und Kontaktierungsabschnitt ausgebildet. Das Führungselement ist vorzugsweise mit dem Messkontaktelement kraftschlüssig verbunden, insbesondere mit diesem verklemmt und/oder verklebt angeordnet. Das Führungselement umfasst vorzugsweise ein im Wesentlichen hohlzylindrisches Element, welches das Messkontaktelement umfangsseitig umschließt. Das Führungselement ist vorteilhaft in einem den Kontaktierungsabschnitt umfassenden Innengehäuse des Kontaktstifts beweglich geführt. Vorzugsweise liegt das Führungselement in einer Nichtkontaktposition des Kontaktstifts an einem endseitigen Ringabsatz des Innengehäuses bzw. des Kontaktierungsabschnitts federkraftbeaufschlagt an. Further preferably, the contact pin comprises a guide element which is arranged between the measuring contact element and the contacting section and which is axially is arranged in a movably guided manner. The guide element is preferably made of plastic material or another insulator, for example PEEK, for galvanic isolation between the measuring contact element and the contacting section. The guide element is preferably connected to the measuring contact element in a force-locking manner, in particular clamped and/or glued to it. The guide element preferably comprises a substantially hollow cylindrical element which encloses the measuring contact element on the circumference. The guide element is advantageously movably guided in an inner housing of the contact pin which encloses the contacting section. In a non-contact position of the contact pin, the guide element preferably rests against an end-side annular shoulder of the inner housing or the contacting section with spring force applied to it.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kontaktstift ein erstes Federelement, welches im vorzugsweise hülsenförmigen Gehäuse zwischen dem Kontaktierungsabschnitt und einem rückseitigen Ringabschnitt des Gehäuses angeordnet ist. Hierdurch wird der Kontaktierungsabschnitt gegen das Gehäuse, insbesondere gegen ein Außengehäuse vorgespannt. Bei einem Kontaktieren des Prüflings mit dem Kontaktierungsabschnitt federt dieser bzw. ein den Kontaktierungsabschnitt umfassendes Außengehäuse wenigstens teilweise in das Gehäuse bzw. in das Außengehäuse ein. In a preferred embodiment, the contact pin comprises a first spring element, which is arranged in the preferably sleeve-shaped housing between the contacting section and a rear ring section of the housing. As a result, the contacting section is prestressed against the housing, in particular against an outer housing. When the test object comes into contact with the contacting section, the latter or an outer housing comprising the contacting section springs at least partially into the housing or into the outer housing.

Weiterhin vorzugsweise umfasst der Kontaktstift ein zweites Federelement, welches im vorzugsweise hülsenförmigen Kontaktierungsabschnitt zwischen dem das Messkontaktelement umgebenden Führungselement und einem rückseitigen Ringabschnitt des Kontaktierungsabschnitts angeordnet ist. Bei einem Kontaktieren des Prüflings mit dem Messkontaktelement federt dieser wenigstens teilweise in den diesen umgebenden Kontaktierungsabschnitt des Gehäuses ein. Furthermore, the contact pin preferably comprises a second spring element, which is arranged in the preferably sleeve-shaped contact section between the guide element surrounding the measuring contact element and a rear ring section of the contact section. When the test object is contacted with the Measuring contact element springs at least partially into the surrounding contact section of the housing.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen Prüfkontaktkopf zur elektrischen Kontaktierung eines Prüflings an vorgesehenen Testpunkten insbesondere für Hochstromanwendungen und/oder bei der Batterieherstellung, insbesondere an Rundpfosten oder Flachsteckzungen eines Prüflings, aufweisend einen Aufnahmebereich und einen diesen gegenüberliegenden Anschlussbereich, wobei der Prüfkontaktkopf wenigstens einen Kontaktstift wie vorgehend beschrieben umfasst. Der Prüfkontaktkopf ermöglicht insbesondere einen optimierten Prüfvorgang bei einem Herstellungsprozess von Batterien, wie einer Formierung und/oder einem Test von Batteriezellen, insbesondere von Rundzellen oder Prismatischen Zellen. In a further aspect, the invention relates to a test contact head for electrically contacting a test object at designated test points, in particular for high-current applications and/or during battery production, in particular at round posts or flat plug-in tabs of a test object, having a receiving area and a connection area opposite thereto, wherein the test contact head comprises at least one contact pin as described above. The test contact head enables in particular an optimized testing process during a battery manufacturing process, such as forming and/or testing battery cells, in particular round cells or prismatic cells.

Der Prüfkontaktkopf kann dabei ausgebildet sein, neben dem erfindungsgemäßen Kontaktstift wenigstens einen weiteren und an sich bekannten Prüfkontaktstift umfassen, welcher vorzugsweise als gefederter Prüfkontaktstift ausgebildet ist. Der Prüfkontaktstift kann dabei sich parallel zum erfindungsgemäßen Kontaktstift erstreckend angeordnet sein. Alternativ kann der Prüfkontaktstift eine Kontaktierungsfläche aufweisen, welche den erfindungsgemäßen Kontaktstift in Draufsicht umfangsseitig umgibt. Hierbei kann die Kontaktierungsfläche eine vorzugsweise zentrale Ausnehmung umfassen, in welcher der Kontaktierungsabschnitt des erfindungsgemäße Prüfstifts angeordnet ist. Insbesondere kann der Prüfkontaktkopf einen vorzugsweise gefederten Prüfkontaktstift mit einer endseitig angeordneten Kontaktierungsfläche zur Kontaktierung eines Prüflings aufweisen, wobei die Kontaktierungsfläche eine vorzugsweise zentrale Ausnehmung für die Aufnahme des Kontaktstifts wie vorgehend beschrieben umfasst, derart, dass die Kontaktierungsfläche einen Kontaktierungsabschnitt in axialer Draufsicht umfangsseitig umgibt. Der Prüfkontaktstift und/oder der erfindungsgemäße Kontaktstift mit Messkontaktelement können hierbei vorzugsweise selektiv in dem Aufnahmebereich des Prüfkontaktkopfs verbindbar ausgebildet sein. The test contact head can be designed to include at least one additional test contact pin known per se in addition to the contact pin according to the invention, which is preferably designed as a spring-loaded test contact pin. The test contact pin can be arranged extending parallel to the contact pin according to the invention. Alternatively, the test contact pin can have a contacting surface which surrounds the contact pin according to the invention on the circumference in plan view. In this case, the contacting surface can comprise a preferably central recess in which the contacting section of the test pin according to the invention is arranged. In particular, the test contact head can have a preferably spring-loaded test contact pin with a contacting surface arranged at the end for contacting a test object, wherein the contacting surface comprises a preferably central recess for receiving the contact pin as described above, such that the contacting surface surrounds a contacting section on the circumference in axial plan view. The The test contact pin and/or the contact pin with measuring contact element according to the invention can preferably be designed to be selectively connectable in the receiving area of the test contact head.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Aufnahmebereich des Prüfkontaktkopfs zur vorzugsweise lösbaren Aufnahme und Befestigung einer Mehrzahl von an sich bekannten Prüfkontaktstiften, insbesondere von gefederten Prüfkontaktstiften, ausgebildet, wobei der Prüfkontaktkopf weiter bevorzugt wenigstens einen Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. Der Aufnahmebereich umfasst dabei vorzugsweise ein Raster an Aufnahmeöffnungen, welche jeweils zur Aufnahme eines Prüfkontaktstiftes und/oder des Kontaktstifts wie vorgehend beschrieben ausgebildet sind. In a further preferred embodiment, the receiving area of the test contact head is designed for the preferably detachable reception and fastening of a plurality of known test contact pins, in particular spring-loaded test contact pins, wherein the test contact head further preferably comprises at least one contact pin according to one of the preceding claims. The receiving area preferably comprises a grid of receiving openings, each of which is designed to receive a test contact pin and/or the contact pin as described above.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst der erfindungsgemäße Prüfkontaktkopf Kühlmittel, welche zur Kühlung der Prüfkontaktstifte im Aufnahmebereich und/oder eines jeweiligen endseitigen Kontaktierungsbereichs des Prüfkontaktkopfs mit einem Kühlfluid ausgebildet sind. Als Kühlfluid wird vorzugsweise Druckluft und weiter bevorzugt gekühlte Druckluft verwendet. In a further preferred embodiment, the test contact head according to the invention comprises cooling means which are designed to cool the test contact pins in the receiving area and/or a respective end contact area of the test contact head with a cooling fluid. Compressed air and more preferably cooled compressed air are preferably used as the cooling fluid.

Der Prüfkontaktkopf umfasst dabei ein vorzugsweise rückseitig oder seitlich seines Gehäuses angeordnetes Anschlusselement, welches zum Anschluss an eine kühlfluidleitende Verbindung ausgebildet ist. Der Prüfkontaktkopf ist weiter vorteilhaft derart ausgebildet, dass dieser einen fluidleitenden Innenraum oder fluidleitende Elemente aufweist, welche mit den Kühlmitteln derart fluidleitend verbunden sind, dass ein dem Prüfkontaktkopf zugeführtes Kühlfluid an den jeweiligen Kühlmitteln austreten kann. Die Kühlmittel können dabei vorzugsweise eine oder mehrere axiale Öffnungen im Aufnahmebereich des Prüfkontaktkopfs aufweisen, welche insbesondere zwischen den Aufnahmeöffnungen für die Prüfstifte angeordnet sind und sich vorzugsweise achsparallel dazu erstrecken. Hierdurch kann ein Zwischenraum zwischen den Prüfstiften mit Kühlfluid gekühlt werden. The test contact head comprises a connection element, preferably arranged on the back or side of its housing, which is designed for connection to a cooling fluid-conducting connection. The test contact head is further advantageously designed in such a way that it has a fluid-conducting interior or fluid-conducting elements which are connected to the coolants in such a fluid-conducting manner that a cooling fluid supplied to the test contact head can exit at the respective coolants. The cooling means can preferably have one or more axial openings in the receiving area of the test contact head, which are arranged in particular between the receiving openings for the test pins and preferably extend axially parallel thereto. In this way, a gap between the test pins can be cooled with cooling fluid.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Kühlmittel wenigstens einen Kühlstift, welcher ausgebildet ist, in dem Aufnahmebereich des Prüfkontaktkopfs angeordnet zu werden und weiter bevorzugt an eine Kühlmittelversorgung des Prüfkontaktkopfs angebunden zu werden. Der Kühlstift ist dabei vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser sich in einen distalen Kontaktierungsbereich des Prüfkontaktkopfs erstreckt. Der Kühlstift umfasst vorzugsweise einen hülsenförmigen Grundkörper mit einem darin angeordneten Kühlfluidkanal und einen endseitigen Kopfabschnitt, welcher wenigstens eine seitliche, vorzugsweise schlitzförmige, mit dem Kühlfluidkanal verbundene kreissegmentförmige Austrittsöffnung in einer Mantelfläche des Kopfabschnitts aufweist. In a preferred embodiment, the cooling means comprise at least one cooling pin, which is designed to be arranged in the receiving area of the test contact head and, more preferably, to be connected to a coolant supply of the test contact head. The cooling pin is preferably designed such that it extends into a distal contact area of the test contact head. The cooling pin preferably comprises a sleeve-shaped base body with a cooling fluid channel arranged therein and an end-side head section, which has at least one lateral, preferably slot-shaped, circular segment-shaped outlet opening connected to the cooling fluid channel in a lateral surface of the head section.

Die kreissegmentförmige Austrittsöffnung ist dabei vorzugsweise ausgebildet, einen Austrittswinkel von wenigstens 45°, mehr bevorzugt von wenigstens 90° und weiter bevorzugt von wenigstens 180° in axialer Draufsicht auf den Kühlstift einzuschließen. The circular segment-shaped outlet opening is preferably designed to enclose an exit angle of at least 45°, more preferably of at least 90° and further preferably of at least 180° in an axial plan view of the cooling pin.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kopfabschnitt zwei sich wenigstens teilweise überlappende und weiter bevorzugt kreissegmentförmige Austrittsöffnungen, welche in Draufsicht einen jeweiligen Öffnungswinkel von wenigstens 180° aufweisen und welche dazu ausgebildet sind, ein Kühlfluid über den gesamten Umfang des Kopfabschnitts auszugeben bzw. zu verteilen. Die zwei Austrittsöffnungen können dabei in Längsrichtung des Kühlstifts versetzt angeordnet sein. Unter überlappende Austrittsöffnung wird dabei verstanden, dass sich die jeweiligen Öffnungswinkel der Austrittsöffnungen in axialer Draufsicht auf den Kühlstift wenigstens teilweise überlappen. In a particularly preferred embodiment, the head section comprises two at least partially overlapping and more preferably circular segment-shaped outlet openings, which in plan view have a respective opening angle of at least 180° and which are designed to dispense or distribute a cooling fluid over the entire circumference of the head section. The two outlet openings can be arranged offset in the longitudinal direction of the cooling pin. Overlapping outlet opening means that the respective opening angles of the outlet openings at least partially overlap in an axial plan view of the cooling pin.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen, diese zeigen in Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings, which show in

Fig. 1a: eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßenFig. 1a: a perspective side view of an inventive

Kontaktstifts gemäß einer bevorzugten Ausführungsform; contact pin according to a preferred embodiment;

Fig. 1 b: eine seitliche Schnittansicht des Kontaktstifts gemäß Fig. 1a; Fig. 1 b: a side sectional view of the contact pin according to Fig. 1a;

Fig. 1c: eine vergrößerte perspektivische Seitenansicht desFig. 1c: an enlarged perspective side view of the

Kontaktierungsbereichs des Kontaktstifts nach Fig. 1a,b; Contacting area of the contact pin according to Fig. 1a,b;

Fig. 2a, b: eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kontaktstifts nach Fig. 1 in einer Nichtkontaktposition und einer teilweise eingefederten Kontaktposition bei der Kontaktierung eines Prüflings; Fig. 2a, b: a side view of the contact pin according to the invention according to Fig. 1 in a non-contact position and a partially spring-loaded contact position when contacting a test object;

Fig. 3a, b: eine perspektivische Seitenansicht und eine perspektivische Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Prüfkontaktkopf aufweisend mehrere Prüfkontaktstifte; Fig. 3a, b: a perspective side view and a perspective top view of a test contact head according to the invention having a plurality of test contact pins;

Fig. 4a-c: eine perspektivische Seitenansicht, eine perspektivische Draufsicht und eine Seitenansicht auf einen erfindungsgemäßen Prüfkontaktkopf gemäß einer weiteren Ausführungsform, aufweisend einen Kontaktabschnitt und einen darin zentral angeordneten erfindungsgemäßen Kontaktstift; Fig. 5a-c: eine perspektivische Seitenansicht, eine Draufsicht und eine Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Kontaktkopfs, wobei der Kontaktkopf Kühlmittel zur Kühlung der Prüfkontaktstifte und/oder eines Kontaktbereichs des Prüfkontaktkopfs mit einem Kühlfluid umfasst; und Fig. 4a-c: a perspective side view, a perspective top view and a side view of a test contact head according to the invention according to a further embodiment, comprising a contact section and a contact pin according to the invention arranged centrally therein; Fig. 5a-c: a perspective side view, a top view and a sectional view of a further embodiment of the contact head according to the invention, wherein the contact head comprises coolant for cooling the test contact pins and/or a contact area of the test contact head with a cooling fluid; and

Fig. 6a-c: eine Seitenansicht, eine Schnittansicht und eine perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Kühlstifts. Fig. 6a-c: a side view, a sectional view and a perspective side view of a cooling pin according to the invention.

In den Fig. 1a-c ist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kontaktstifts 10 gezeigt. Dieser umfasst ein sich entlang einer Längsrichtung L insbesondere hülsenförmig erstreckendes Gehäuse 1 . Das Gehäuse 1 ist aus einem leitfähigen Material und umfasst eine zylinderförmiges Außengehäuse 1 a und ein darin wenigstens teilweise geführtes, ebenfalls zylinderförmiges Innengehäuse 1 b. A preferred embodiment of the contact pin 10 according to the invention is shown in Figs. 1a-c. This comprises a housing 1 extending in particular in the form of a sleeve along a longitudinal direction L. The housing 1 is made of a conductive material and comprises a cylindrical outer housing 1a and an inner housing 1b, which is also cylindrical and is guided at least partially therein.

Der Kontaktstift 10 umfasst weiterhin einen axial beweglichen Kontaktierungsabschnitt 2 zum elektrischen Kontaktieren des Prüflings und einen diesen gegenüberliegenden Anschlussabschnitt 3. Der Kontaktierungsabschnitt 2 ist dabei vorzugsweise integral mit dem Innengehäuse 1 b ausgebildet. Der Kontaktierungsabschnitt 2 kann alternativ zum Innengehäuse 1 b selektiv verbindbar, beispielsweise anschraubbar, ausgebildet sein. Der Anschlussabschnitt 3 ist vorzugsweise integral mit dem Gehäuse 1 und insbesondere mit dem Außengehäuse 1 a ausgebildet. Der Anschlussabschnitt 3 ist zur vorzugsweise elektrischen und mechanischen Verbindung des Kontaktstifts 10 mit einer den Kontaktstift haltenden Vorrichtung wie beispielsweise einem weiter unten beschriebenen Prüfkontaktkopf 20 ausgebildet. Hierzu kann der Anschlussabschnitt 3 als Gewindebolzen mit einer Innenbohrung 3a ausgebildet sein, welcher als in eine geeignete Aufnahme eines zugehörigen Prüfkontaktkopfs 20 einschraubbar ausgebildet ist. Ein vom Kontaktierungsabschnitt 2 übertragener Strom und/oder Spannungssignal kann somit über das Gehäuse 1 hin zum Anschlussabschnitt 3 übertragen werden. The contact pin 10 further comprises an axially movable contact section 2 for electrically contacting the test object and a connection section 3 opposite it. The contact section 2 is preferably designed integrally with the inner housing 1 b. The contact section 2 can alternatively be designed to be selectively connectable to the inner housing 1 b, for example screwable. The connection section 3 is preferably designed integrally with the housing 1 and in particular with the outer housing 1 a. The connection section 3 is designed for the preferably electrical and mechanical connection of the contact pin 10 to a device holding the contact pin, such as a test contact head 20 described further below. For this purpose, the Connection section 3 can be designed as a threaded bolt with an inner bore 3a, which is designed to be screwed into a suitable receptacle of an associated test contact head 20. A current and/or voltage signal transmitted from the contacting section 2 can thus be transmitted via the housing 1 to the connection section 3.

Der Kontaktstift 10 umfasst weiterhin ein vom Kontaktierungsabschnitt 2 galvanisch getrenntes Messkontaktelement 4. Dieses ist erfindungsgemäß als entgegen einer Federkraft axial beweglicher Messkontaktstift zur Messung einer physikalischen Eigenschaft des Prüflings 40 ausgebildet. Dies bedeutet, dass der Messkontaktstift 4 bei einem Kontakt mit einem zu prüfenden Prüfling 40 eine physikalische Eigenschaft, insbesondere eine Temperatur des Prüflings messen kann. Hierzu umfasst das Messkontaktelement 4 einen geeigneten Sensor an einem distalen Bereich des Messkontaktstifts. The contact pin 10 further comprises a measuring contact element 4 which is galvanically separated from the contacting section 2. According to the invention, this is designed as a measuring contact pin which is axially movable against a spring force for measuring a physical property of the test object 40. This means that the measuring contact pin 4 can measure a physical property, in particular a temperature of the test object, when it comes into contact with a test object 40 to be tested. For this purpose, the measuring contact element 4 comprises a suitable sensor on a distal region of the measuring contact pin.

Zwischen dem Messkontaktelement 4 und Kontaktierungsabschnitt 2 ist ein Führungselement 6 angeordnet, welches innerhalb des Kontaktierungsabschnitts 2 axial beweglich geführt gelagert ist. Das Führungselement 6 ist dabei mit dem Messkontaktelement 4 starr verbunden bzw. verklemmt und/oder verklebt. Zwischen dem Messkontaktelement 4 und einem unteren bzw. dem Kontaktierungsabschnitt 2 abgewandten Bereich des Innengehäuses 1 b ist ein zylinderförmiges Trennelement 9 angeordnet, welches eine zentrale Führungsbohrung 9a aufweist, in welcher das Messkontaktelement 4 axial beweglich geführt ist. Das Führungselement 6 und das Trennelement 9 sind aus elektrisch isolierendem Material bzw. als Isolator ausgebildet und ermöglichen eine galvanische Trennung des Messkontaktelements 4 und des Gehäuses 1 mit dem Kontaktierungsabschnitt 2. Wie in Fig. 1 b gezeigt, umfasst der Kontaktstift 10 ein erstes Federelement 5a, welches im hülsenförmigen Gehäuse 1 , insbesondere im Außengehäuse 1 a zwischen dem Kontaktierungsabschnitt 2 bzw. dem den Kontaktierungsabschnitt 2 umfassenden Innengehäuse 1 b und einem rückseitigen Ringabschnitt 7a des Gehäuses 1 angeordnet ist. Weiterhin umfasst der Kontaktstift ein zweites Federelement 5b, welches im Innengehäuse 1 b zwischen einem das Messkontaktelement 4 umgebenden Führungselement 6 und einem rückseitigen Ringabschnitt 7b angeordnet ist. Der Ringabschnitt 7b kann dabei integral mit dem Trennelement 9 ausgebildet sein. Das erste und zweite Federelement 5a, 5b sind als Druckfedern ausgebildet. A guide element 6 is arranged between the measuring contact element 4 and the contacting section 2, which is mounted in an axially movable manner within the contacting section 2. The guide element 6 is rigidly connected or clamped and/or glued to the measuring contact element 4. A cylindrical separating element 9 is arranged between the measuring contact element 4 and a lower area of the inner housing 1b facing away from the contacting section 2, which has a central guide bore 9a in which the measuring contact element 4 is guided in an axially movable manner. The guide element 6 and the separating element 9 are made of electrically insulating material or are designed as an insulator and enable galvanic separation of the measuring contact element 4 and the housing 1 with the contacting section 2. As shown in Fig. 1 b, the contact pin 10 comprises a first spring element 5a, which is arranged in the sleeve-shaped housing 1, in particular in the outer housing 1 a between the contacting section 2 or the inner housing 1 b comprising the contacting section 2 and a rear ring section 7a of the housing 1. The contact pin also comprises a second spring element 5b, which is arranged in the inner housing 1 b between a guide element 6 surrounding the measuring contact element 4 and a rear ring section 7b. The ring section 7b can be formed integrally with the separating element 9. The first and second spring elements 5a, 5b are designed as compression springs.

Der Kontaktierungsabschnitt 2 ist somit mittels Federkraftbeaufschlagung durch das erste Federelement 5a axial im Gehäuse 1 vorgespannt angeordnet. Das Messkontaktelement 4 ist mittels Federkraftbeaufschlagung durch das zweite Federelement 5b axial im Kontaktierungsabschnitt 2 bzw. im Innengehäuse 1 b vorgespannt angeordnet. Das Messkontaktelement 4 ist dabei unabhängig vom Kontaktierungsabschnitt 2 bzw. vom restlichen Gehäuse 1 axial beweglich angeordnet. The contacting section 2 is thus arranged axially pre-tensioned in the housing 1 by means of spring force applied by the first spring element 5a. The measuring contact element 4 is arranged axially pre-tensioned in the contacting section 2 or in the inner housing 1b by means of spring force applied by the second spring element 5b. The measuring contact element 4 is arranged to be axially movable independently of the contacting section 2 or the rest of the housing 1.

Wie in Fig. 1 c gezeigt, umfasst der Kontaktierungsabschnitt 2 eine Mehrzahl von Kontaktelementen, insbesondere axial erstreckende Kontaktspitzen 8. Diese sind vorzugsweise das Messkontaktelement 4 umgebend angeordnet. Die Kontaktspitzen 8 sind weiter vorzugsweise gleichmäßig verteilt um das zentral angeordnete Messkontaktelement 4 angeordnet. Ein distales Kontaktende 4a des Messkontaktelements 4 ist vorzugsweise kuppelartig ausgebildet und umfasst vorzugsweise einen daran bzw. darin angeordneten Temperatursensor. In einer Nichtkontaktierungsposition steht das Messkontaktelement 4 bzw. dessen Kontaktende 4a gegenüber dem Kontaktierungsabschnitt 4 und insbesondere gegenüber dessen Kontaktspitzen 8 in Längsrichtung vor. Hierdurch wird bei Kontaktierung eines Prüflings 40 zunächst das Kontaktende 4a und somit das Messkontaktelement 4 in Kontakt mit dem Prüflings 40 gebracht, bevor ein elektrischer Kontakt des Prüflings durch den Kontaktierungsabschnitt 2 erfolgt. As shown in Fig. 1 c, the contacting section 2 comprises a plurality of contact elements, in particular axially extending contact tips 8. These are preferably arranged surrounding the measuring contact element 4. The contact tips 8 are further preferably arranged evenly distributed around the centrally arranged measuring contact element 4. A distal contact end 4a of the measuring contact element 4 is preferably dome-shaped and preferably comprises a temperature sensor arranged on it or therein. In a non-contacting position, the measuring contact element 4 or its contact end 4a protrudes longitudinally from the contacting section 4 and in particular from its contact tips 8. As a result, when contacting a test object 40, the contact end 4a and thus the measuring contact element 4 are first brought into contact with the test object 40 before electrical contact of the test object is made through the contacting section 2.

Wie in Fig. 2a, 2b gezeigt, erfolgt bei einem Prüfvorgang eine Bewegung des Kontaktstifts 10 auf den Prüfling 40 in Richtung A. Durch das vorstehende Messkontaktelement 4 erfolgt hierbei zunächst ein Einfedern des Messkontaktelements 4 zusammen mit dem Führungselement 6 entgegen der Federkraft des zweiten Federelements 5b. Sobald die Kontaktspitzen 8 des Kontaktierungsabschnitts 2 den Prüfling 40 kontaktieren, erfolgt bei weiterer Bewegung in Richtung A ein Einfedern des Kontaktierungsabschnitts 2 und damit des Innengehäuses 1 b im Außengehäuse 1 a entgegen der Federkraft des ersten Federelements 5a. As shown in Fig. 2a, 2b, during a test process, the contact pin 10 is moved onto the test object 40 in the direction A. The protruding measuring contact element 4 initially causes the measuring contact element 4 to deflect together with the guide element 6 against the spring force of the second spring element 5b. As soon as the contact tips 8 of the contacting section 2 contact the test object 40, further movement in the direction A causes the contacting section 2 and thus the inner housing 1b in the outer housing 1a to deflect against the spring force of the first spring element 5a.

Fig. 3a, 3b zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Prüfkontaktkopfs 20 zur elektrischen Kontaktierung eines Prüflings beispielsweise an vorgesehenen Testpunkten, insbesondere Rundpfosten oder Flachsteckzungen, für Hochstromanwendungen oder bei der Batterieherstellung wie der Formierung und/oder dem Test von Batteriezellen. Der Prüfkontaktkopf 20 umfasst dabei einen Aufnahmebereich 21 zur vorzugsweise lösbaren Aufnahme und Befestigung mehrerer Kontaktstifte 30. Der Aufnahmebereich 21 kann hierbei ein Raster an Aufnahmeöffnungen 23 aufweisen, welches jeweils zur Aufnahme eines an sich bekannten Prüfkontaktstiftes 30 und/oder des erfindungsgemäßen Kontaktstifts 10 ausgebildet sind. An einer dem Aufnahmebereich 21 gegenüberliegenden Ende weist der Prüfkontaktkopf 20 vorzugsweise einen Anschlussbereich 22 auf (vgl. Fig. 5c). Dieser umfasst elektrische und/oder mechanische Verbindungselemente zum Anschluss bzw. zum Verbinden des Prüfkopfs an ein Prüfsystem (nicht gezeigt). Fig. 3a, 3b show a preferred embodiment of a test contact head 20 according to the invention for electrically contacting a test object, for example at designated test points, in particular round posts or flat plug-in tongues, for high-current applications or in battery production such as the formation and/or testing of battery cells. The test contact head 20 comprises a receiving area 21 for preferably detachably receiving and fastening a plurality of contact pins 30. The receiving area 21 can have a grid of receiving openings 23, each of which is designed to receive a known test contact pin 30 and/or the contact pin 10 according to the invention. At an end opposite the receiving area 21, the test contact head 20 preferably has a connection area 22 (see Fig. 5c). This includes electrical and/or mechanical connecting elements for connecting the test head to a test system (not shown).

Die Prüfkontaktstiftes 30 und der erfindungsgemäße Kontaktstift 10 sind dabei derart in dem Aufnahmebereiche 21 angeordnet, dass die jeweiligen Kontaktköpfe 30a der Kontaktstifte 30 und der Kontaktierungsabschnitt 2 der Kontaktstifts 10 sich im Wesentlichen zu gleicher Länge in Längsrichtung des Prüfkontaktkopfs 20 erstrecken. Die Kontaktköpfe 30a bilden hierbei einen distalen Kontaktierungsbereich 25 des Prüfkontaktkopfs aus (vgl. Fig. 5a). Der Kontaktstift 10 ist vorzugsweise zentral am Prüfkontaktkopf 20 angeordnet, d.h. die weiteren Prüfkontaktstifte 30 sind diesen umgebend angeordnet. The test contact pin 30 and the contact pin 10 according to the invention are arranged in the receiving area 21 in such a way that the respective contact heads 30a of the contact pins 30 and the contacting section 2 of the contact pin 10 extend essentially to the same length in the longitudinal direction of the test contact head 20. The contact heads 30a form a distal contacting area 25 of the test contact head (see Fig. 5a). The contact pin 10 is preferably arranged centrally on the test contact head 20, i.e. the other test contact pins 30 are arranged surrounding it.

Fig. 4a-4c zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Prüfkontaktkopfs 20. Hierbei weist der Prüfkontaktkopf 20 einen Prüfkontaktstift 30 mit einer Kontaktierungsfläche 30b auf, welche den erfindungsgemäßen Kontaktstift 10 in Draufsicht umfangsseitig umgibt. Hierbei kann die Kontaktierungsfläche eine vorzugsweise zentrale Ausnehmung 30c umfassen, in welcher der Kontaktierungsabschnitt 2 des erfindungsgemäße Prüfstifts 10 angeordnet ist. Der Prüfkontaktstift 30 ist dabei im Aufnahmebereich 21 des Prüfkontaktkopfs 20 angeordnet bzw. aufgenommen. Der Prüfkontaktstift 30 ist vorzugsweise als gefederter Kontaktstift ausgebildet. Der Kontaktstift 10 ist zentral im Prüfkontaktstift 30 angeordnet. Der Kontaktierungsabschnitt 2 des Kontaktstifts 10 ist dabei in der Ausnehmung 30c zentral angeordnet und kann in einer Nichtkontaktierungsposition in Seitenansicht des Prüfkontaktkopfs 20 in Längsrichtung vorstehen, wie in Fig. 4a und 4c gezeigt. Fig. 4a-4c shows a further preferred embodiment of the test contact head 20. The test contact head 20 has a test contact pin 30 with a contacting surface 30b which surrounds the contact pin 10 according to the invention on the circumference in a plan view. The contacting surface can comprise a preferably central recess 30c in which the contacting section 2 of the test pin 10 according to the invention is arranged. The test contact pin 30 is arranged or received in the receiving area 21 of the test contact head 20. The test contact pin 30 is preferably designed as a spring-loaded contact pin. The contact pin 10 is arranged centrally in the test contact pin 30. The contacting section 2 of the contact pin 10 is arranged centrally in the recess 30c and can protrude in the longitudinal direction in a non-contacting position in a side view of the test contact head 20, as shown in Fig. 4a and 4c.

Fig. 5a-c zeigen eine weitere bevorzugte Ausführungsform des Prüfkontaktkopfs 20, in welcher dieser Kühlmittel 26,27 umfasst, welche zur Kühlung der Prüfkontaktstifte 30 und/oder eines jeweiligen endseitigen Kontaktierungsbereichs 25 des Prüfkontaktkopfs 20 mit einem Kühlfluid ausgebildet sind. Fig. 5a-c show a further preferred embodiment of the test contact head 20, in which it comprises cooling means 26,27, which are used for Cooling of the test contact pins 30 and/or a respective end contact region 25 of the test contact head 20 with a cooling fluid.

Die Kühlmittel können dabei mehrere axiale Öffnungen 26 umfassen, welche in dem Aufnahmebereich 21 des Prüfkontaktkopfs 20 angeordnet sind, insbesondere zwischen den Aufnahmeöffnungen 23 für die einzelnen Prüfkontaktstifte 30. Die Öffnungen 26 sind dabei in einer endseitigen Gehäusewand des Prüfkontaktkopfs 20 ausgebildet und verlaufen darin vorzugsweise achsparallel mit den Aufnahmeöffnungen 23. Die Öffnungen 26 sind mit fluidleitenden Kanälen 24a des Prüfkontaktkopfs 20 verbunden, welche mittels eines geeigneten Fluidanschlusses 24b des Prüfkontaktkopfs 20 mit Kühlfluid, insbesondere mit aktiv gekühlter oder ungekühlter Druckluft versorgt werden können. The cooling means can comprise a plurality of axial openings 26, which are arranged in the receiving area 21 of the test contact head 20, in particular between the receiving openings 23 for the individual test contact pins 30. The openings 26 are formed in an end housing wall of the test contact head 20 and preferably run axially parallel to the receiving openings 23. The openings 26 are connected to fluid-conducting channels 24a of the test contact head 20, which can be supplied with cooling fluid, in particular with actively cooled or uncooled compressed air, by means of a suitable fluid connection 24b of the test contact head 20.

Die Kühlmittel können alternativ oder zusätzlich einen oder mehrere Kühlstifte 27 umfassen, welche in dem Aufnahmebereich 21 anordenbar sind und sich in einen distalen Kontaktierungsbereich 25 des Prüfkontaktkopfs 20 erstrecken. Die Kühlstifte 27 sind dabei mit den Kanälen 24a des Prüfkontaktkopfs 20 zur Versorgung mit Kühlfluid fluidleitenden verbunden. The cooling means can alternatively or additionally comprise one or more cooling pins 27, which can be arranged in the receiving area 21 and extend into a distal contact area 25 of the test contact head 20. The cooling pins 27 are connected in a fluid-conducting manner to the channels 24a of the test contact head 20 for supplying cooling fluid.

Fig. 6a-6c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kühlstifts 27. Dieser umfasst einen hülsenförmigen Grundkörper 27a mit einem darin angeordneten Kühlfluidkanal 28 und einen endseitigen Kopfabschnitt 27b. Der Kühlstift 27 ist als gefederter Stift ausgebildet und umfasst ein wenigstens abschnittsweise in einem Außengehäuse bzw. im Grundkörper 27a geführtes Innengehäuse 27c. Der Kopfabschnitt 27b ist dabei mit den zylinderförmigen Innengehäuse 27c integral ausgebildet. Des Innengehäuse 27c ist dabei mittels eines Federelements 27d in eine Nichtkontaktierungsposition vorgespannt. Der Kühlstift umfasst wenigstens eine seitliche, vorzugsweise schlitzförmige, mit dem Kühlfluidkanal 28 verbundene, kreissegmentförmige Austrittsöffnung 29a, b in einer Mantelfläche 27c des Kopfabschnitts 27b. Die kreissegmentförmige Austrittsöffnung ist dabei vorzugsweise ausgebildet, einen Austrittswinkel von wenigstens 45°, mehr bevorzugt von wenigstens 90° und weiter bevorzugt von wenigstens 180° in axialer Draufsicht auf den Kühlstift 27 einzuschließen. In der gezeigte, besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der Kopfabschnitt 27b zwei sich wenigstens teilweise überlappende, kreissegmentförmige Austrittsöffnungen 29a, b, welche in Draufsicht einen jeweiligen Öffnungswinkel von wenigstens 180° aufweisen und welche dazu ausgebildet sind, ein Kühlfluid über den gesamten Umfang des Kopfabschnitts 27b auszugeben bzw. zu verteilen. Die zwei Austrittsöffnungen sind dabei in Längsrichtung des Kühlstifts 27 versetzt angeordnet. Fig. 6a-6c show a preferred embodiment of a cooling pin 27 according to the invention. This comprises a sleeve-shaped base body 27a with a cooling fluid channel 28 arranged therein and an end-side head section 27b. The cooling pin 27 is designed as a spring-loaded pin and comprises an inner housing 27c which is guided at least in sections in an outer housing or in the base body 27a. The head section 27b is formed integrally with the cylindrical inner housing 27c. The inner housing 27c is preloaded into a non-contact position by means of a spring element 27d. The cooling pin comprises at least one lateral, preferably slot-shaped, circular segment-shaped outlet opening 29a, b connected to the cooling fluid channel 28 in a lateral surface 27c of the head section 27b. The circular segment-shaped outlet opening is preferably designed to enclose an outlet angle of at least 45°, more preferably of at least 90° and further preferably of at least 180° in an axial plan view of the cooling pin 27. In the particularly preferred embodiment shown, the head section 27b comprises two at least partially overlapping, circular segment-shaped outlet openings 29a, b, which in plan view each have an opening angle of at least 180° and which are designed to dispense or distribute a cooling fluid over the entire circumference of the head section 27b. The two outlet openings are arranged offset in the longitudinal direction of the cooling pin 27.

Bezugszeichenliste list of reference symbols

1 Gehäuse 1 housing

2 Kontaktierungsabschnitt 2 contact section

3 Anschlussabschnitt 3 connection section

4 Messkontaktelement 4 measuring contact element

4a Kontaktende 4a contact end

5a erstes Federelement 5a first spring element

5b zweites Federelement 5b second spring element

6 Führungselement 6 guide element

7a erster Ringabschnitt 7a first ring section

7b zweiter Ringabschnitt 7b second ring section

8 Kontaktierungselemente 8 contact elements

9 Trennelement 9 separating element

10 Kontaktstift 10 contact pins

20 Prüfkontaktkopf 20 test contact head

21 Aufnahmebereich 21 recording area

22 Anschlussbereich 22 connection area

23 Aufnahmeöffnungen 23 receiving openings

24a Fluidkanäle 24a fluid channels

24b Fluidanschluss 24b fluid connection

25 Kontaktierungsbereich des Prüfkontaktkopfs25 Contacting area of the test contact head

26 axiale Kühlöffnungen 26 axial cooling holes

27 Kühlstifte 27 cooling pins

27a Grundkörper 27a base body

27b Kopfabschnitt 27b head section

27c Mantelfläche Kopfabschnitt 27c lateral surface head section

28 Kühlfluidkanal 28 cooling fluid channel

29a, b seitliche Kühlfluidaustrittsöffnung(en) 29a, b side cooling fluid outlet(s)

30 Prüfkontaktstifte 30 test contact pins

40 Rundkontakt eines Prüflings L Längsachse 40 round contacts of a test specimen L longitudinal axis

A Bewegungsrichtung Prüfvorgang A Direction of movement test procedure

Claims

Ansprüche claims 1 . Kontaktstift (10) zum elektrischen Kontaktieren eines Prüflings an vorgesehenen Testpunkten, insbesondere Rundpfosten oder Flachsteckzungen für Hochstromanwendungen oder bei der Batterieherstellung, aufweisend ein sich entlang einer Längsachse (L) insbesondere hülsenförmig erstreckendes Gehäuse (1 ), einen endseitig angeordneten, axial beweglichen Kontaktierungsabschnitt (2) zum elektrischen Kontaktieren des Prüflings, einen diesen gegenüberliegenden Anschlussabschnitt (3), und ein vom Kontaktierungsabschnitt (2) galvanisch getrenntes Messkontaktelement (4), dadurch gekennzeichnet, dass das Messkontaktelement (4) als entgegen einer Federkraft axial beweglicher Messkontaktstift zur Messung einer physikalischen Eigenschaft des Prüflings (40) ausgebildet ist. 1. Contact pin (10) for electrically contacting a test object at intended test points, in particular round posts or flat plug tongues for high-current applications or in battery production, comprising a housing (1) extending along a longitudinal axis (L), in particular in the form of a sleeve, an axially movable contacting section (2) arranged at the end for electrically contacting the test object, a connection section (3) opposite this, and a measuring contact element (4) galvanically isolated from the contacting section (2), characterized in that the measuring contact element (4) is designed as a measuring contact pin which is axially movable against a spring force for measuring a physical property of the test object (40). 2. Kontaktstift nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Messkontaktelement (4) zur Messung einer Temperatur des Prüflings (40) ausgebildet ist. 2. Contact pin according to claim 1, characterized in that the measuring contact element (4) is designed to measure a temperature of the test object (40). 3. Kontaktstift nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (2) mittels Federkraftbeaufschlagung axial im Gehäuse (1 ) vorgespannt angeordnet ist und dass das Messkontaktelement (4) mittels Federkraftbeaufschlagung axial im Kontaktierungsabschnitt (2) und/oder im Gehäuse (1 ) vorgespannt angeordnet ist. 3. Contact pin according to one of claims 1 or 2, characterized in that the contacting section (2) is arranged axially prestressed in the housing (1) by means of spring force application and that the measuring contact element (4) is arranged axially prestressed in the contacting section (2) and/or in the housing (1) by means of spring force application. 4. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messkontaktelement (4) unabhängig vom Kontaktierungsabschnitt (2) im Gehäuse (1 ) beweglich angeordnet ist. 4. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring contact element (4) is independent of the Contacting section (2) is movably arranged in the housing (1). 5. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Messkontaktelement (4) in einer Nichtkontaktierungsposition des Kontaktstifts (10) gegenüber dem Kontaktierungsabschnitt (4) in seitlicher Ansicht vorstehend angeordnet ist. 5. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring contact element (4) is arranged protruding from the contacting section (4) in a non-contacting position of the contact pin (10) in a lateral view. 6. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktierungsabschnitt (2) eine Mehrzahl von Kontaktelementen, insbesondere axial erstreckende Kontaktspitzen, umfasst, welche vorzugsweise gleichmäßig verteilt um das zentral abgeordnete Messkontaktelement (4) angeordnet sind. 6. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the contacting section (2) comprises a plurality of contact elements, in particular axially extending contact tips, which are preferably arranged evenly distributed around the centrally arranged measuring contact element (4). 7. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift (10) ein Führungselement (6) aufweist, welches zwischen dem Messkontaktelement (4) und Kontaktierungsabschnitt (2) angeordnet ist, und welches innerhalb des Kontaktierungsabschnitts (2) axial beweglich geführt angeordnet ist. 7. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pin (10) has a guide element (6) which is arranged between the measuring contact element (4) and the contacting section (2) and which is arranged to be axially movably guided within the contacting section (2). 8. Kontaktstift nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Führungselement (6) kraftschlüssig und/oder verklebt mit dem Messkontaktelement (4) verbunden, insbesondere mit diesem verklemmt ausgebildet, ist. 8. Contact pin according to claim 6, characterized in that the guide element (6) is connected to the measuring contact element (4) in a force-fitting and/or adhesive manner, in particular is clamped thereto. 9. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift ein erstes Federelement (5a) aufweist, welches im vorzugsweise hülsenförmigen Gehäuse (1 ) zwischen dem Kontaktierungsabschnitt (2) und einem rückseitigen Ringabschnitt (7a) des Gehäuses (1 ) angeordnet ist. 9. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pin has a first spring element (5a) which is arranged in the preferably sleeve-shaped housing (1) between the contacting section (2) and a rear ring section (7a) of the housing (1). 10. Kontaktstift nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktstift ein zweites Federelement (5b) aufweist, welches im vorzugsweise hülsenförmigen Kontaktierungsabschnitt (2) zwischen einem das Messkontaktelement (4) umgebenden Führungselement (6) und einem rückseitigen Ringabschnitt (7b) des Kontaktierungsabschnitts (2) angeordnet ist. 10. Contact pin according to one of the preceding claims, characterized in that the contact pin has a second spring element (5b) which is arranged in the preferably sleeve-shaped contacting section (2) between a guide element (6) surrounding the measuring contact element (4) and a rear ring section (7b) of the contacting section (2). 11 . Prüfkontaktkopf (20) zur elektrischen Kontaktierung eines Prüflings an vorgesehenen Testpunkten, insbesondere Rundpfosten oder Flachsteckzungen für Hochstromanwendungen oder bei der Batterieherstellung, aufweisend einen Aufnahmebereich (21 ) und einen diesen gegenüberliegenden Anschlussbereich (22), wobei der Prüfkontaktkopf (20) wenigstens einen Kontaktstift (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst. 11. Test contact head (20) for electrically contacting a test object at intended test points, in particular round posts or flat plug-in tongues for high-current applications or in battery production, comprising a receiving area (21) and a connection area (22) opposite thereto, wherein the test contact head (20) comprises at least one contact pin (10) according to one of the preceding claims. 12. Prüfkontaktkopf nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkontaktkopf (20) einen vorzugsweise gefederten Prüfkontaktstift (30) mit einer endseitig angeordneten Kontaktierungsfläche (30b) zur Kontaktierung eines Prüflings (40) aufweist, wobei die Kontaktierungsfläche (30b) eine vorzugsweise zentrale Ausnehmung (30c) für die Aufnahme des Kontaktstifts (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 aufweist, derart, dass die Kontaktierungsfläche (30b) einen Kontaktierungsabschnitt (2) in axialer Draufsicht umfangsseitig umgibt. 12. Test contact head according to claim 11, characterized in that the test contact head (20) has a preferably spring-loaded test contact pin (30) with a contact surface (30b) arranged at the end for contacting a test object (40), wherein the contact surface (30b) has a preferably central recess (30c) for receiving the contact pin (10) according to one of claims 1 to 10, such that the contact surface (30b) circumferentially surrounds a contact section (2) in an axial plan view. 13. Prüfkontaktkopf (20) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (21 ) zur vorzugsweise lösbaren Aufnahme und Befestigung einer Mehrzahl von Prüfkontaktstiften (30) ausgebildet ist und wobei der Prüfkontaktkopf (20) wenigstens einen Kontaktstift (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfasst. 13. Test contact head (20) according to claim 11 or 12, characterized in that the receiving area (21) is designed for the preferably detachable reception and fastening of a plurality of test contact pins (30) and wherein the test contact head (20) comprises at least one contact pin (10) according to one of claims 1 to 10. 14. Prüfkontaktkopf (20) nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmebereich (21 ) ein Raster an Aufnahmeöffnungen (23) umfasst, welche jeweils zur Aufnahme eines Prüfkontaktstiftes (30) und/oder des Kontaktstifts (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 ausgebildet sind. 14. Test contact head (20) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the receiving area (21) comprises a grid of receiving openings (23), which are each designed to receive a test contact pin (30) and/or the contact pin (10) according to one of claims 1 to 10. 15. Prüfkontaktkopf (20) nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkontaktkopf Kühlmittel (26,27) umfasst, welche zur Kühlung der Prüfkontaktstifte (30) und/oder eines jeweiligen endseitigen Kontaktierungsbereichs (25) des Prüfkontaktkopfs (20) mit einem Kühlfluid ausgebildet sind. 15. Test contact head (20) according to one of claims 11 to 14, characterized in that the test contact head comprises cooling means (26, 27) which are designed to cool the test contact pins (30) and/or a respective end-side contacting region (25) of the test contact head (20) with a cooling fluid. 16. Prüfkontaktkopf nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel eine oder mehrere axiale Öffnungen (26) im Aufnahmebereich (21 ) des Prüfkontaktkopfs (20 aufweisen, welche zwischen den Aufnahmeöffnungen (23) und vorzugsweise achsparallel dazu angeordnet sind. 16. Test contact head according to claim 15, characterized in that the cooling means have one or more axial openings (26) in the receiving area (21) of the test contact head (20), which are arranged between the receiving openings (23) and preferably axially parallel thereto. 17. Prüfkontaktkopf nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlmittel einen oder mehrere Kühlstifte (27) umfassen, welche in dem Aufnahmebereich (21 ) anordenbar sind und sich in einen distalen Kontaktierungsbereich (25) des Prüfkontaktkopfs (20) erstrecken, wobei der jeweilige Kühlstift (27) einen hülsenförmigen Grundkörper (27a) mit einem darin angeordneten Kühlfluidkanal (28) und einen endseitigen Kopfabschnitt (27b) umfasst, welcher wenigstens eine seitliche, vorzugsweise schlitzförmige, mit dem Kühlfluidkanal (28) verbundene kreissegmentförmige Austrittsöffnung (29a, b) in einer Mantelfläche (27c) des Kopfabschnitts (27b) aufweist. 17. Test contact head according to claim 15 or 16, characterized in that the cooling means comprise one or more cooling pins (27) which can be arranged in the receiving area (21) and extend into a distal contacting area (25) of the test contact head (20), wherein the respective cooling pin (27) comprises a sleeve-shaped base body (27a) with a cooling fluid channel (28) arranged therein and an end-side head section (27b) which has at least one lateral, preferably slot-shaped, circular segment-shaped outlet opening (29a, b) connected to the cooling fluid channel (28) in a lateral surface (27c) of the head section (27b). 18. Prüfkontaktkopf nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kopfabschnitt zwei sich wenigstens teilweise überlappende, kreissegmentförmige Austrittsöffnung (29a, b) aufweist, welche in Draufsicht einen jeweiligen Öffnungswinkel von wenigstens 180° aufweisen und welche dazu ausgebildet sind, ein Kühlfluid über den gesamten Umfang des Kopfabschnitts (27b) zu verteilen. 18. Test contact head according to claim 17, characterized in that the head section has two at least partially overlapping, circular segment-shaped outlet openings (29a, b), which in plan view have a respective opening angle of at least 180° and which are designed to distribute a cooling fluid over the entire circumference of the head section (27b).
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