DE2509545B2 - Halte- und kontaktfeder fuer ein elektrisches bauteil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halte- und Kontaktfeder für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Stromquelle bei elektrischen Uhren.

Derartige Federn müssen ganz speziell bei ihrer Verwendung in Uhren eine bestimmte Anzahl von Bedingungen erfüllen, deren Gesamtberücksichtigung ernsthafte Schwierigkeiten macht.

Sie müssen ausreichenden Druck gewährleisten, um einen guten elektrischen Kontakt und eine gute Halterung des elektrischen Bauteils zu realisieren trotz relativ großer Toleranzen bei ihrer Herstellung, Toleranzen, die mehrere Zehntel Millimeter erreichen können. Diese Bedingung bringt es mit sich, daß die mechanische Charakteristik der Feder nur wenig auffallend sein darf, damit die von der Feder ausgeübte Kraft im Nutzbereich nur wenig mit ihrer Durchbiegung variiert.

Außerdem dürfen bei den Verformungen der Feder ihre Kontaktpunkte mit dem Stützelement, z. B. einem Uhrwerksgehäuse, und mit dem elektrischen Bauteil, z. B. einer Batterie, nur in einer einzigen Richtung verschieben ohne irgendeine seitliche Verschiebung in bezug auf diese, die eine Beschädigung der Überzugsflächen des Stützelements oder des elektrischen Bauteils hervorrufen würde, was zu einer Oxydation führen könnte, die den elektrischen Kontakt verringert oder ihn sogar unterbricht

Eine solche Feder muß sich auch in einer Ebene gesehen in eine Oberfläche mit relativ geringen Abmessungen eintragen lassen, z. B. in die herausragende Oberfläche einer elektrischen Batterie, wie sie in der Uhrmacherei verwendet wird. Außerdem muß der Angriffspunkt ihrer Kraft so auf einer Symmetrieachse liegen, daß das elektrische Bauteil auf seiner gegenüberliegenden Seite in drei Punkten unterstützt werden kann. Ihre Gesamthöhe bei maximaler Belastung, d.h. wenn sie vollkommen zusammengedrückt ist, soll gering sein und darf bei ihrer Verwendung in der Uhrenindustrie z. B. ³Ao mm nicht überschreiten.

Die Anzahl ihrer Stützpunkte soll sich im Laufe der normalen Belastung nicht ändern, während eine zufällige Belastung über das vorgesehene Maximum hinaus, aber im Rahmen der bei richtiger Anbringung gebotenen Möglichkeiten, weder die Feder zerstören noch andauernde Verformungen dieser hervorrufen soll.

,₅ Ihr Herstellungspreis soll so gering wie möglich sein.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Feder zu schaffen, die der Gesamtheit dieser Bedingungen entspricht.

Zur Lösung dieser Aufgpbe wird erfindungsgemäß

^₀ vorgeschlagen, daß die Feder aus drei elastischen nebeneinanderliegenden Lamellen besteht, die an ihren Enden durch zwei Querteile miteinander verbunden sind, wobei die Mittel-Lamelle in einer Richtung gewölbt ist, während die beiden seitlichen Lamellen in der Gegenrichtung gewölbt sind dergestalt, daß diese zwischen einem Stützelement und dem elektrischen Bauteil eingefügte Feder sich mit dem Scheitel ihrer beiden seitlichen Lamellen auf einen dieser Elemente — elektrisches Bauteil oder Stützelement — abstützt und mit dem Scheitel ihrer Mittel-Lamelle auf dem anderen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im !Folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fi g. 1 eine Draufsicht auf einen Teil eines Gehäuses einer elektrischen Armbanduhr mit zwei jeweils der Wirkung einer Feder unterliegenden Batterien;

F i g. 2 eine Draufsicht auf die eine oder andere dieser beiden Federn in vergrößertem Maßstab; F i g. 3 eine Seitenansicht dieser Feder; Fig.4 ein Diagramm des Kräftepaares, dem jede Halb-Lamelle der Feder in Abhängigkeit von ihrer Länge unterliegt; und

F i g. 5 eine schematische Draufsicht auf eine Halb-Lamelle der Feder, die die Breite anzeigt, die diese theoretisch haben müßte, damit eine gleiche Aufteilung der Beanspruchungen in dieser Halb-Lamelle erreicht wird.

Das in F i g. 1 dargestellte Gehäuse umfaßt eine Grundplatte 1 aus Kunststoff, in deren Dicke Elemente aus Metall eingelassen sind, von denen allein kleine Zungen 2 in der Zeichnung sichtbar sind und die die elektrischen Verbindungen des Stromkreises gewährleisten. Diese kleine Platte 1 hat zwei kreisförmige Vertiefungen 3 und 4, die jeweils eine kreisförmige elektrische Batterie aufnehmen können, wie sie in strichpunktierten Linien bei 5 in F i g. 3 angedeutet ist.

Eine Feder 6, die zwischen der Batterie 5 und der Platte I zwischengeschaltet ist, ist auf dem Boden jeder

der Vertiefungen 3 und 4 angeordnet. Jeder dieser Federn 6 umfaßt drei nebeneinanderliegende Lamellen, von denen die eine mittlere mit 6a und die beiden anderen seitlich mit 6b bezeichnet sind. Diese Lamellen sind an ihren beiden Enden durch zwei quergerichtete Teile 6c mit profiliertem Querschnitt, wie in Fig.3 gezeigt, verbunden, was ihnen Starrheit verleiht.

Die mittlere Lamelle 6a ist in einer Richtung gewölbt und in V-Form gebogen, während die beiden Lamellen 6b in entgegengesetzter Richtung gewölbt und ebenfalls in V-Form gebogen sind, wie aus F i g. 3 ersichtlich. Die Scheitel dieser »V« liegen in der Mitte der drei Lamellen 6a und 6b.

Die mittlere Lamelle 6a hat in ihrer Mitte einen Hocker 6c/, de<· durch Stanzung erhalten wird, auf der _1S Rückseite der Lamelle liegt und mit der elektrischen Batterie 5 in Kontakt treten soll. Die beiden seitlichen Lamellen 6b haben jeweils eine kleine Zunge 6e, die zweimal im rechten Winkel abgebogen ist und deren kreisförmiges Endstück 6/ sich gegen die Platte ί ^ abstützen soll oder, genauer gesagt, auf einem Teil der Metallelemente 2, die am Boden der Vertiefungen 3 und 4 anliegen, so daß sie den elektrischen Kontakt gewährleisten. Auch wenn die Feder genau derart angeordnet ist, daß sie keine seitlichen Verschiebungen während ihrer Kompression erleidet, weshalb ihre Befestigung am Gehäuse nicht unbedingt notwendig ist, so ist es doch von Vorteil, die Endstücke 6f mit den Metallelementen 2 zu verschweißen, so daß sie unlösbar angebracht sind. ._Q

Damit die Beanspruchungen, die die drei Lamellen der Feder erleiden, in diesen in gleicher Weise verteilt werden, verringert sich die Breite der Lamellen von ihren Enden her ständig und erreicht bei 7 in F i g. 2 und 5 ihr geringstes Ausmaß an einem Punkt, der in mittlerer Entfernung zwischen dem Ende und der Mitte liegt, und nimmt dann wieder zu bis zu dieser Mitte bei 8. F i g. 4, in der das Kräftepaar Cin Ordinaten aufgetragen ist, dem die Lamelle unterliegt, und seine Länge L in Abszissen zeigt in der Tat, daß dieses Kräftepaar vom Ende der Lamelle beim Nullpunkt des Diagramms bis zur Länge '/2 von einem Minimum bis zu einem Maximum läuft, wobei es einen Wert Null an einer Stelle durchläuft, die bei der Länge L=Wa liegt. Daraus ergibt sich, daß, um eine gleichmäßige Aufteilung der Beanspruchungen in der Lamelle zu erreichen, seine Breite an seinen Enden und seiner Mitte ein Maximum und auf halber Entfernung zwischen diesen beiden Punkten ein Minimum haben muß.

Die beschriebene und dargestellte Feder zeigt drei Symmetrie-Ebenen S, 10 und 11, von denen die beiden ersteren in F i g. 2 und die dritte in F i g. 3 dargestellt sind. Die beiden Symmetrie-Ebenen 9 und 10 bewirken, daß der Hocker 6d sich in senkrechter Richtung zur Gesamtebene der Feder im Laufe von deren Kompression verschiebt, ohne daß eine seitliche Verschiebung stattfindet. Hinsichtlich der Symmetrie-Ebene 1! wird bewirkt, daß die mechanischen Spannungen in beiden Teilen der Feder gleich verteilt werden, d. h. in der Lamelle 6a einerseits und in den beiden Lamellen 6b andererseits, was ermöglicht, ein Maximum an Energie zu speichern.

Diese Feder kann sich bei Maximalbelastung völlig zusammendrücken derart, daß ihre Höhe dann ihrer Materialstärke entspricht.

Diese Feder kann schließlich mit ganz geringen Kosten hergestellt werden durch einen einfachen Arbeitsgang des Prägestanzens.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Halte- und Kontaktfeder für ein elektrisches Bauteil, insbesondere für eine Stromquelle bei elektrischen Uhren, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (6) aus drei elastischen nebeneinanderliegenden Lamellen (6a, 6b) besteht, die an ihren Enden durch zwei Querteile (6c) miteinander verbunden sind, wobei die Mittel-Lamelle (6a) in einer Richtung gewölbt ist, während die beiden seitlichen Lamellen (6b) in der Gegenrichtung gewölbt sind dergestalt, daß die zwischen einem Stützelement (2) und dem elektrischen Bauteil (5) eingefügte Feder (6) sich mit dem Scheitel ihrer beiden seitlichen Lamellen auf einem dieser Elemente — elektrisches Bauteil oder Stützelement — abstützt und mit dem Scheitel ihre Mittel-Lamelle auf dem anderen.

2 Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede ihrer Lamellen (6a, 6b) in V-Form gebogen ist, wobei sich die Scheitel der V-Gebilde in der Mitte der Lamellen befinden.

3. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite jeder Lamelle (6a, 6b) sich von jedem ihrer Enden her stetig verringert und ein Minimum (7) erreicht, das genau in mittlerer Entfernung zwischen den Enden und der Mitte (8) liegt, und dann zur Mitte hin wieder zunimmt.

4. Feder nach Anspruch !. dadurch gekennzeichnet, daß jede der seitlichen Lamellen (6b) in ihrer Mitte eine kleine abgebogene Zunge (6e) hat, die sich auf dem elektrischen Bestandteil (5) oder dem Stützelement (2) abstützt ι-nd dort befestigbar ist.

5. Feder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel-Lamelle (6a) in ihrer Mitte einen Hocker (6d) hat, der auf der Rückseite der Lamelle vorspringt und mit dem die Lamelle sich gegen eines der Elemente — elektrisches Bauteil oder Stützelement — abstützt.

6. Feder nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die ihre Lamellen (6a, 6b) verbindenden Querteile (6c) an ihren Enden einen Querschnitt haben.