DE2502962A1 - Doppelwendelfeder - Google Patents

Doppelwendelfeder

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DE2502962A1
DE2502962A1 DE19752502962 DE2502962A DE2502962A1 DE 2502962 A1 DE2502962 A1 DE 2502962A1 DE 19752502962 DE19752502962 DE 19752502962 DE 2502962 A DE2502962 A DE 2502962A DE 2502962 A1 DE2502962 A1 DE 2502962A1
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DE
Germany
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double helical
helical spring
spring
spring according
free ends
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Pending
Application number
DE19752502962
Other languages
English (en)
Inventor
Willibald Ing Grad Dost
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/12Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage
    • H01H1/14Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting
    • H01H1/24Contacts characterised by the manner in which co-operating contacts engage by abutting with resilient mounting
    • H01H1/245Spring wire contacts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F1/00Springs
    • F16F1/02Springs made of steel or other material having low internal friction; Wound, torsion, leaf, cup, ring or the like springs, the material of the spring not being relevant
    • F16F1/04Wound springs
    • F16F1/06Wound springs with turns lying in cylindrical surfaces

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Connections Arranged To Contact A Plurality Of Conductors (AREA)

Description

  • Doppelwendelfeder.
  • Unter Drehfedern sind räumlich gewundene, zylindrische Schraubenfedern zu verstehen, da bei diesen Bauteilen die Feder in Form einer Schraubenlinie auf einen zylindrischen Dorn gewickelt ist und die beiden Enden um die Achse des Wickeldorns gegeneinander verdreht sind. Der Querschnitt einer derartigen Feder wird auf Biegung beansprucht. Als Doppeldrehfeder bezeichnet man zwei miteinander durch einen Verbindungssteg verbundene Drehfedern. Diese Doppeldrehfedern werden auf Verdrehung beansprucht. Das Drehmoment wirkt senkrecht zur Achse.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit relativ geringen Kräften einer Feder große Betätigungskräfte in Form von Wirkkräften zu erzielen. Unter Betätigungskräften sind z.B. auch Kontaktkräfte zu vers+ehen. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zwei durch einen Mittelsteg miteinander verbundene, auf Zug oder Druck zu beanspruchende Spiralfedern vorgesehen sind, deren freie Schenkel als Betätigungsglieder, z.B. zur Kontaktbetätigungs, dienen.
  • Diese Doppelwendelfeder wird auf Zug oder Druck in Achsrichtung der Wendel beansprucht. Während bekannte Zug- oder Druckfedern nur eine in Richtung Achse der Federkraft entsprechende Kraft aufbringen, besteht der wesentliche Vorteil der Erfindung darin, daß mit einer kleinen Feder größere Kräfte aufgebracht werden können, als es von den Abmessungen und den Eigenschaften der Feder zu erwarten ist.
  • Darüber hinaus ist es weiter für die Herstellung von Doppelkontakten vorteilhaft, daß die Doppelwendelfeder zwei weitgehend unabhängig voneinander wirkende freie Schenkel aufweist.
  • Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Doppelwendelfeder nur aus einem Stück federnden Materials, z.B. Federdraht, bestehen. Die Doppelwendelfeder kann aber auch aus zwei Drehfedern mit je einem Federschenkel und je einem Verbindungsschenkel aufgebaut sein, wobei die beiden Verbindungsschenkel durch einen Mittelsteg, z.B. durch Schweißen, miteinander verbunden werden.
  • Zur möglichst günstigen Unterbringung in einem Bauteil verläuft der Mittelsteg vorzugsweise hochgezogen. Je nach der Anwendung kann der Mittelsteg aber auch gerade durchgeführt sein. Die Kontaktschenkel können mittig von der Spiralfeder weggeführt sein.
  • Doppelwendelfedern nach der Erfindung werden vor allem dort eingesetzt, wo bei kleinen Einbauverhältnissen der Platz nicht ausreicht, eine Feder so zu dimensionieren, wie es den erforderlichen Kräften entsprechen würde. Dies ist z.B. bei Niniatur-Koordinatenschaltern der Fall, die unter Wahrung einer möglichst niedrigen Bauhöhe ein Koppelelement benötigen, das wenig Raum beansprucht. Mit der Verwendung der erfindungsgemäßen Doppelwendelfeder ist ein Kopplerprinzip zu realisieren, bei dem durch kleine aufzuwendende Magnetkräfte relativ große Kontaktkräfte zu erreichen sind. Bei der Anwendung in Miniatur-Koordinatenschaltern kommt ferner als besonderer Vorteil hinzu, daß der Verbrauch von Edelmetall durch den für eine Doppelwendelfeder verwendbaren dünneren Federdraht bzw. durch ein gerades Quervielfach erheblich geringer ist, als bei anderen bekannten Ausführungen, z.B. mit gewendelten Vielfachen.
  • Die Erfindung wird anhand der Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Doppelwendelfeder nach der Erfindung, Fig. 2 eine graphische Darstellung der Kraftverhältnisse an der Kontaktfeder, Fig. 3 einen Teil eines Koordinatenschalters mit zwei eingesetzten Doppelwendelfedern im Schnitt, Fig. 4 eine Teilansicht eines geschnittenen Koordinatenschalters mit zwei eingesetzten Doppelwendelfedern in der Seitenansicht, Fig. 5 - 9 an einem Ausschnitt aus einem Koordinatenschalter in der Draufsicht die fortschreitende Schaltfolge in Verbindung mit Spaltenschienen, Zeilenschienen und Deckelausschnitt und Fig. 10 die vier Schaltfolgen in schematischer Darstellung.
  • Aus der Fig. 1 ist in perspektivischer Darstellung die Wendelfeder 1 zu ersehen, die aus zwei Spiralfedern 2 besteht, deren kurze Schenkel 3 durch einen Mittelsteg 4 verbunden sind. Die freien Schenkel 15, die als Betätigungsglieder wirken, verlaufen nach der Darstellung in der Fig. 1 am äußeren Umfang der Spiralfedern nach oben. Diese Doppelwendelfeder besteht vorzugsweise nur aus einem Stück federnden Materials, z.B. Federdraht. Die freien Schenkel 3 können entsprechend den Erfordernissen auch bereits vom tiefsten Punkt der Spirale, d.h. mittig weggeführt sein. Der Mittelsteg 4 dient in erster Linie Befestigungszwecken und kann in diesem Zusammenhang auch entsprechend abgeändert werden.
  • Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist aus der Fig. 2 zu ersehen. Im Hinblick auf den später in den weiteren Figuren zu beschreibenden Anwendungsfall sind für diese Darstellung bereits die Bezugszeichen verwendet worden, die ebenfalls in den späteren Figuren wieder auftauchen.
  • Der Mittelsteg 4 ist auf einem Längsvielfach 5 befestigt.
  • Der freie Schenkel 15 greift durch Ausnehmungen einer Spaltenschiene 16 und einer Zeilenschiene 17 hindurch.
  • Die Zeilen- und Spaltenschiene 16 und 17 und das Längsvielfach 5 haben für die vorliegende Figur einfach die Bedeutung von Betätigungsgliedern. Ebenso kann das Quervielfach 18 für den vorliegenden Fall nur als Gegenkontakt betrachtet werden.
  • Im betätigten Zustand der Doppelwendelfeder, der in der Fig. 2 dargestellt ist, werden die Kontaktschenkel 15 an den Gegenkontakt 18 gepresst. Sie liegen weiterhin an dem Betätigungsglied 16 an, da die jetzt gespannten Spiralfedern versuchen, die freien Schenkel zurückzuziehen. Dadurch drehen sich die freien Schenkel 15, die gleichzeitig Kontaktschenkel sind, um den Punkt19 des Betätigungsgliedes 16. Das bedeutet, daß bei günstig gewähltem Verhältnis von 11 . P1 = 12 P2 relativ große Kontaktkräfte P1 bei nur kleinen aufzuwendenden Federkräften P2 zu erreichen sind. Dabei ist mit 11 der Hebelarm bezeichnet, an dem die Kontaktkraft angreift und mit 12 der Hebelarm der Federkraft P2.
  • Gegen diese Federkräfte P2 arbeitet im Schaltzustand eine nicht dargestellte Rückholfeder,die die Aufgabe hat, die Spaltenschiene in die Ruhe- bzw. Ausgangslage zu bringen.
  • Das bedeutet, daß die Rückholfeder so bemessen sein muß, daß sie mit Sicherheit die Federkräfte P2 überwindet.
  • Als ein Anwendungsfall einer Doppelwendelfeder ist die Verwendung dieser Feder als Koppelelement in Miniaturkoordinatenschaltern in den Figuren 3 und 4 erläutert. Der Verbindungssteg 4 ist zu diesem Zweck mit den Längsvielfachen 5 und 6 durch Schweißen oder Löten verbunden. Die Lage der Doppelwendelfeder in einem Rahmen 7 wird durch einen Querholm 8 bestimmt, in dessen Nut 9 die Längsvielfache 5, 6 geschützt angeordnet sind. Eine Kammerwand 10 mit einer Nase 11 verhindert das Herausfallen der Doppelwendelfeder nach oben im Zusammenhang mit Anschlägen 12.
  • In der Ruhelage, das heißt im unbetätigten Zustand, liegen die Kontaktschenkel 15 an einer Anschlagkante 13 eines Deckels 14 des Koordinatenschalters an. Die Kontaktschenkel 15 werden von Wählschienen 16 und Zeilenschienen 17 betätigt. Die einzelnen Phasen des Bewegungsablaufs zeigen die Figuren 5 bis 8.
  • In diesen Figuren ist außer den bekannten Bezugszeichen der Deckelausschnitt mit 20 angegeben, der strichpunktiert ist.
  • Darunter liegen die durchgezogen ausgeführte Ausnehmung 21 in der Spaltenschiene 16 mit einer Nase 22 und die gestrichelt ausgeführte Ausnehmung 23 in der Zeilenschiene 17.
  • In der Phase 1, die in der Fig. 5 wiedergegeben ist, befinden sich die Kontaktschenkel 15 im unbetätigten Zustand.
  • In der Fig. 6 ist die zweite Phase des Bewegungsablaufs dargestellt. Um eine Vergleichsmöglichkeit zu bieten, wird jeweils in der linken Hälfte der neue Bewegungszustand gezeigt, während die rechte Hälfte den unbetätigten Zustand widergibt. In der linken Hälfte wurde demnach die Spaltenschiene 16 betätigt. Wie ein Vergleich mit der rechten Hälfte zeigt, wandern bei diesem Bewegungsvorgang die Nasen 22 nach unten, während die Kontaktschenkel in ihrer Lage bleiben.
  • In der linken Hälfte der Fig. 7 ist der nächste Bewegungsschritt, die Phase 3, wiedergegeben, die den Ausschnitt bei angezogener Zeilenschiene 17 zeigt. Die Kontaktschenkel 15 wandern nun vor die Nase 22 der Spaltenschiene.
  • Zum Schließen des Kontaktes ist es erforderlich, die Spaltenschiene in die Ausgangslage zurückzuführen, was der Phase 4 entspricht, die in der Fig. 8 dargestellt ist. Die Kontaktschenkel liegen bei dieser Bewegungsablaufstufe an dem Quervielfach 18 an, was dem Schließen der beiden linken oberen Kontakte entspricht. Die geschlossenen Kontakte bleiben, wie aus der Fig. 9 zu ersehen ist, im geschlossenen Zustand, auch wenn die Zeilenschiene in ihre Ausgangslage zurückgeht, da die Kontaktschenkel durch die Nase 22 in der Spaltenschiene arretiert sind. Zum Frei schalten ist ein nochmaliges Betätigen der Spaltenschiene 16 erforderlich, durch das der in der Fig. 5 gezeigte Zustand wieder hergestellt wird. Beim nochmaligen Betätigen der Spaltenschiene 16 springen nämlich die Kontaktschenkel 15 in die Ausgangslage, in der sie an der Anschlagkante 13 des Deckels 14 (Fig. 4) anliegen.
  • In der Fig. 10 sind die vier Ablaufphasen schematisch nebeneinander in der Seitenansicht und in der Draufsicht dargestellt, und zwar unbetätigter Zustand, Spaltenschiene gezogen, Zeilenschiene angezogen und zurückgestellte Spaltenschiene mit geschlossenem Kontakt, wobei die Spaltenschiene und die Zeilenschiene schon in Ruhelage sind.
  • 10 Figuren 8 Patentansprüche

Claims (8)

  1. Patentansprüche Doppelwendelfeder, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß zwei durch einen Mittelsteg (4) miteinander verbundene auf Zug oder Druck zu beanspruchende Spiralfedern (2) vorgesehen sind, deren freie Schenkel (15) als Betätigungsglieder, z.B. zur Kontaktbetätigung, dienen.
  2. 2. Doppelwendelfeder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Doppelwendelfeder (1) nur aus einem Stück federnden Materials, z.3. Federdraht, besteht.
  3. 3. Doppelwendelfeder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß der Mittelsteg (4) hochgezogen verläuft.
  4. 4. Doppelwendelfeder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Kontaktschenkel (15) mittig von den Spiralfedern (2) weggeführt sind.
  5. 5. Doppelwendelfeder nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Doppelwendelfeder (1) in Koordinatenschaltern für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen mit sich überschneidenden, in Koordinatenrichtung verstellbaren Spalten- und Zeilenschienen an den Kreuzungspunkten als Koppelelement dient.
  6. 6. Doppelwendelfeder nach Anspruch 5, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Doppelwendelfeder (1) mit ihren Kontaktschenkeln (15) unter Vorspannung an einer Anschlagkante (13) eines Deckels (14) anliegt, die von den Spaltenschienen (16) und den Zeilenschienen (17) zu betätigen sind.
  7. 7. Doppelwendelfeder nach Anspruch 5, d a d u r c.h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Doppelwendelfeder mit den Längsvielfachen (5 und 6), die in einer Nut eines Querholmes (8) verlaufen, durch Schweißen oder Löten verbunden ist.
  8. 8. Doppelwendelfeder nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Doppelwendelfedern (1) in nach oben offenen Kammern des Querholmes (8) eingelegt sind und durch Nasen (11) an der Kammerwand (10) und Anschläge (12) am Herausfallen gehindert sind.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3245770A1 (de) * 1982-12-10 1984-06-14 Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart Biegeelastische verbindung
US4871153A (en) * 1984-10-24 1989-10-03 Tdk Corporation Spring for biasing a braking member of a tape cassette
DE102005042037B3 (de) * 2005-09-02 2007-04-12 Leifheit Ag Vorrichtung zum Zerkleinern von Nahrungsmitteln
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EP3056757A1 (de) * 2015-02-10 2016-08-17 Federntechnik Knörzer GmbH Schenkelfeder und Drehschwingungsdämpfer

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