DE3331462A1

DE3331462A1 - Elektrischer ringschraubenfederkontakt und damit ausgeruestete vorrichtung

Info

Publication number: DE3331462A1
Application number: DE19833331462
Authority: DE
Inventors: Robert A. 76102 Forth Worth Tex. Williams
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1984-03-15
Also published as: DE3331462C2; CA1208697A; US4718868A

Description

Elektrischer Ringschraubenfederkontakt und damit ausgerüstete Vorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Ringfeder und eine damit ausgerüstete Vorrichtung.

Ein Gegenstand der Erfindung ist ein neuer und brauchbarer ringförmiger elektrischer Kontakt, der aus einer ersten und einer zweiten Schraubenfeder besteht. Die erste Schraubenfeder ist zu einem Ring geformt, dessen Enden durch eine zweite Schraubenfeder miteinander gekuppelt sind, die innerhalb der ersten Schraubenfeder angeordnet ist.

An jedem Ende der ersten Schraubenfeder ist eine Öse gebildet. Die Enden der zweiten Schraubenfeder sind mit den Ösen der ersten Schraubenfeder verbunden, und die Ösen sind gegeneinander versetzt, so daß eine Öse in ein Ende der ersten Schraubenfeder und die andere Öse in das andere Ende der ersten Schraubenfeder paßt.

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Der elektrische RingschraubonFodorkontakt paßt um ojn zy-ί ruiri naher. Toi 1 fiivi \Λ>ι ι ichliuiq, um ei ihm» innoron und einen äuiJeren Kontakt elektrisch miteinander zu verbinden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Längsschnittansicht einer

Vorrichtung, in der der elektrische Ringschraubenfederkontakt nach der Erfindung benutzt wird,

Fig. 2 in Draufsicht eine Platte der

Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 in Draufsicht eine Buchse der

Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht des elektri

schen Ringschraubenfederkontakts nach der Erfindung,

Fig. 5 eine Teilseitenansicht der äuße

ren Schraubenfeder nach Fig. 4 in gerader Anordnung, die die Ösen an deren beiden Enden zeigt,

Fig. 6 eine Teilseitenansicht der äuße

ren Schraubenfeder nach Fig. 4 in gerader Anordnung, die die gegenseitige Versetzung der Ösen an deren beiden Enden zeigt, und

Fig. 7 eine Endansicht der äußeren

Schraubenfeder nach Fig. 4 in gerader Anordnung, die ebenfalls

■ die gegenseitige Versetzung der

"■..--■" ösen an .deren beiden Enden zeigt.

In den Fig. 4-7 ist der elektrische Ringschraubenfederkontakt nach der Erfindung mit 19 bezeichnet und besteht aus einer äußeren metallischen Schraubenfeder 21, die zwei Enden 23 und 25 hat, welche durch eine innere metallische Schraubenfeder 27 miteinander gekuppelt sind, um die Schraubenfeder 21 zu einem Ring zu formen. Die Feder 21 hat eine öse 29, die an dem Ende 23 gebildet ist, und eine Öse 31, die an dem Ende 25 gebildet 1st. Die ösen 29 und 31 stehen über die Enden 23 bzw. 25 der Feder 21 vor. Die Ebenen der Ösen 29 und 31 sind insgesamt quer zu den Ebenen der Endwindungen 2IA und 21B.der Feder 21 i Die Außendurchmesser der Ösen 29 und 31 sind kleiner als die Innendurchmesser der Windungen der Feder 21. Gemäß den Fig. 4, 6 und 7 sind die Ösen 29 und 31 gegeneinander versetzt. Die Feder 27 hat eine an einem Ende gebildete Öse 33 und eine an dem anderen Ende gebildete Öse 35. Der Außendurchmesser der Feder 27, der durch deren Windungen festgelegt ist, ist kleiner als der Innendurchmesser der Feder 21, der durch deren Windungen festgelegt ist. ..

Die Enden 23 und 25 der. Feder 21 werden miteinander verbunden, um die Feder 21 zu einem Ring zu formen, indem die Öse 33 der Feder 27 geöffnet und um die öse 29 der Feder .21 gebogen wird, die Fed^r 27 durch die Windungen der Feder .21 hindurchgezogen wird und die öse 35der Feder 27 um die Öse 31 der Feder.21 gebogen wird. Der elektrische Ringschraubenf ederkontakt ist also auf sehr einfache Weise her-

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stell bnr. Ι^π <1 i «> Aui'.ctiiltii (·Γιιη«·ί·.::«·ι Ίγ·ι ö γ : ι · ι ι ."> mid Il kl ei ihm sind als d u> Innendurchmesser dor Windungen der Feder 21 und da die Ebenen der Ösen 29 und 31 gegeneinander versetzt sind, paßt die öse 29 in die Windungen der Feder 21 an dem Ende 25, und die öse 31 paßt j.n die Windungen der Feder 21 an dem Ende 23. Die Windungen 21Λ und 21B an den Enden 23 bzw. 25 der Feder 21 liegen daher im wesentlichen aneinander an, so daß praktisch keine Lücke in der Feder 21 vorhanden ist, wenn deren Enden 23 und 25 miteinander gekuppelt sind. Da die Enden der Feder 21 nicht miteinander verschweißt sind, hat darüber hinaus jede Windung der Feder 21 dieselben Eigenschaften. Da die ösen 29 und 31 der Feder 21 innerhalb der Windungen der Feder 21 angeordnet sind, sind überdies die Enden der Feder gegen Aufwickeln geschützt.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 bis 3 wird eine Vorrichtung beschrieben, in der der elektrische Ringschraubenfederkontakt nach der Erfindung benutzt werden kann. Die Vorrichtung nach Fig. 1 ist Teil eines Werkzeuges für Bohrlochmessungen während des Bohrens. Das Werkzeug wird in ein Bohrloch eingeführt, während dieses in die Erde gebohrt wird. Die Bezugszahlen 41 und 43 bezeichnen Abschnitte der Wand des Werkzeuges, die miteinander verschraubt sind. Die Abschnitte 41 und 4 3 haben mittige Durchgangsöffnungen 41A bzw. 43A. In der öffnung 41A des Abschnitts 41 ist eine Buchse 45 befestigt, die an ihrem oberen Ende einen äußeren Ring 4 7 hat, der mit der Buchse 4 5 durch drei Abstand voneinander aufweisende Speichen 4 8 verbunden ist. Eine zylindrische mittige Öffnung 49 erstreckt sich von dem oberen Ende der Buchse 45 zu einer nach innen vorstehenden Wand 51, in der eine kleinere Durchgangsöffnung 53 gebildet ist. Der äußere Ring 47 sitzt auf einer Schulter 55 des Abschnitts 41 und ist an dem Abschnitt 41 mittels nicht dargestellter Schrauben befestigt, die durch Löcher 57 in

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dem Ring 4 7 und in entsprechende Gewindelöcher (nicht dargestellt) , welche in dem Abschnitt 41 gebildet sind, geschraubt sind. Ein zylindrischer Schaft 61 ist in der mittigen öffnung 49 der Buchse 4 5 angeordnet. Das obere Ende des Schaftes 61 hat einen Flansch 65, der mittels Schrauben mit einem Konstruktionsteil 6 7 der Vorrichtung verbunden ist. Der Schaft 61 hat eine mittige Durchgangsöffnung 69. Ein unterer Abschlußkopf 71 hat einen Gewindeteil 71A, der in ein Gewinde eingeschraubt ist, das in dem unteren Ende des Schaftes 61 gebildet ist.

Drei elektrische Leitungen 73, 75 und 77 erstrecken sich durch die mittige Öffnung 69 des Schaftes zu drei elektrischen Kontakten 79, 81 bzw. 83, welche der Schaft trägt. Die drei elektrischen Leitungen 73, 75 und 77 erstrecken sic.h durch Isoliermaterial 85 nach oben und sind mit drei elektrischen Anschlußstiften 87 (von denen nur zwei gezeigt sind) verbunden, welche ein Teil 89 trägt, das in dem Konstruktionsteil 67 durch ein Gewindeteil 91 festgehalten ist. Weitere elektrische Leitungen (nicht dargestellt) sind mit den Anschlußstiften 87 verbunden und erstrecken sich aufwärts zu einer anderen elektrischen Vorrichtung.

Drei elektrische Ringschraubenfederkontakte 19 werden benutzt, um die elektrische Verbindung zwischen den drei Kontakten 79, 81 und 83 und drei Metallringkontakten 101, 103 bzw. 105 herzustellen. Die drei Ringkontakte 101, 103 und 105 sind mit drei elektrischen Leitungen 107 (von denen nur eine gezeigt ist) verbunden, die mit einer nicht dargestellten Induktionsspule verbunden sind, beispielsweise zum Ausführen gewisser Messungen, während Bohrarbeiten ausgeführt werden.

Die Kontakte 79, 81 und 83 sind stabförmige metallische Teile, die in elektrischen Tsoliorteilen 111, 113 und 115

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angeordnet sind, welche in Öffnungen 117, 119 bzw. 121 befestigt sind, die sich quer durch den Schaft 61 erstrecken. Ein hohlzylindrischer elektrischer Isolator 123 ist um den Schaft 61 angeordnet. Der Isolator 123 hat Durchgangslocher 125, 127 und 129 in einer Linie mit den Öffnungen 117, 119 bzw. 121 zum Aufnehmen der Kontakte 79, 81 und 83 und der Isolierteile 111, 113 und 115. Die Enden der stabförmigen Kontakte 79, 81 und 83 stehen etwas über die äußere Fläche des Isolators 123 vor, so daß die Windungen der Federn 21 der Kontakte 19 die Enden der stabförmigen Kontakte 79, 81 bzw. 83 berühren können. Oberhalb und unterhalb der ringförmigen Kontakte 19 sind mehrere hohlzylindrische Isolatoren 131 und elastomere Q-Ringe 133 um den Isolator 123 angeordnet. Der untere Isolator 131 ist durch den Abschlußkopf 71 abgestützt. Von dem untersten Isolator 131 nach oben gehend besteht folgende Reihenfolge: O-Ring 133, Isolator 131, Ringkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131, Ringkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131, Ringkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131 und Isolator 131. Oberhalb und unterhalb der hohlzyindrischen Kontakte 101, 103 und 105 sind hohlzylindrische Isolatoren 135 angeordnet. Der unterste Isolator 135 ist durch die sich nach innen erstreckende Wand 51 abgestützt. Von dem untersten Isolator 135 nach oben gehend besteht folgende Reihenfolge: Kontakt 105, Isolator 135, Kontakt 103, Isolator 135, Kontakt 101 und Isolator 135.

Um die Kontakte 101, 103 und 105 und um die Isolatoren 135 ist ein langgestreckter, hohlzylindrischer Isolator 137 angeordnet, der drei Schlitze 139 (von denen nur einer gezeigt ist) in einem gegenseitigen Abstand von 120° in der Innenwand über seiner Länge aufweist. Die Schlitze 139 dienen dem Zweck, Platz für elektrische Leitungen zu

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.. beschaffen, die mit den Kontakten 101, 103 und 105 verbunden sind.

Gemäß Fig. 1 ist eine elektrische Leitung 141 mit der Außenwand des Kontakts 101 verbunden. In der Oberseite der Speichen 48 sind drei Nuten 143 gebildet, die sich von der ringförmigen Öffnung 49 zu drei Öffnungen 145 erstrecken. Die drei elektrischen Leitungen, die mit den Kontakten 101, 103 und 105 verbunden sind, erstrecken sich durch die drei Nuten 143 zu den Öffnungen 145, wo sie mit Anschlußklemmen verbunden sind, die ihrerseits mit den drei elektrischen Leitungen 107 verbunden sind. Fig. 1 zeigt eine in einer öffnung 145 angeordnete Anschlußklemme 147, die die Leitung 141 mit der dargestellten Leitung 107 verbindet.

Eine Platte 151 ist mit der Oberseite der Buchse 45 mittels Schrauben 153 verbunden, die durch in der Platte 151 gebildete Löcher 155 in löcher 157, welche in der Buchse 45 gebildet sind, eingeschraubt sind.

Die Federkontakte 19 haben außer den oben erwähnten Vorteilen den weiteren Vorteil, daß sie in der Lage sind, die Ringkontakte 101, 103 und 105 an den stabförmigen Kontakten 79, 81 bzw. 83 während des Zusammenbaus der Vorrichtung nach Fig. 1 zu arretieren. Wenn nämlich die Ringkontakte 101, 103 und 105 um die Federkontakte 19 angeordnet sind und bevor der Schaft 61 in der Öffnung 49 der Buchse 45 angeordnet wird, können die Ringkontakte 101, 103 und 105 um die Achse des Schaftes 61 gedreht werden, um die Windungen der Federn 21 der Kontakte 19 schräg zu legen und dadurch die Ringkontakte 101, 103 und 105 zu arretieren, wie es in einer weiteren Patentanmeldung des Anmelders beschrieben ist, für die die Priorität der US-Patentanmeldung, Serial Number 125 161, vom 27. Februar 1980 in Anspruch ge-

-genommen worden ist.

In einer Ausführungsform, wie sie in den Fig. 4-7 dargestellt ist, beträgt der Außendurchmesser D1 der Feder 21 etwa 3,1 mm. Die Länge L1 der Feder 21 beträgt etwa 68,6 mm. Die Abmessung D2 beträgt 1,52 mm. Die Abmessung D3 beträgt 0,76 mm. Der Außendurchmesser der Windungen der ■ Feder 27 beträgt 1,57 mm, und die Länge der Feder 27 zwischen ihren Enden, von denen die ösen 33 und 35 vorstehen, beträgt 55,88 mm.

Claims

"' Menges & Prahl

Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt Professional reprpsentatives before the Ruropean Patent Office

Erharritstrasse V). D 8000 München 5

Patentanwälte Menges & Prahl, Erhardlstr I?. 0-8000 Miinchnn 'i Dipl-Ing Rolf Menges

Dipl-Chem. Dr Horst Prahl

Telefon (0 89)? 01 59 50 Telex 5 29 581 BIPATd Telegramm BIPAT München

IhrZeichen/Yourref.

Unser Zeichen/Our ref. W

Datum/Date 31.08.198

Robert A. Williams

Forth Worth, Texas 76102, V.St.A.

Ansprüche :

1■'. Ringfeder, gekennzeichnet durch:

eine erste Schraubenfeder (21) mit zwei Enden (23, 25) und eine zweite Schraubenfeder (27), die innerhalb der ersten Schraubenfeder angeordnet ist und ebenfalls zwei Enden hat; wobei ein Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit einem Ende der ersten Schraubenfeder (21) und das andere Ende der zweiten Schraubenfeder mit dem anderen Ende der ersten Schraubenfeder verbunden ist, so daß die erste Schraubenfeder zu einem Ring geformt ist und ihre beiden Enden (23, 25) miteinander gekuppelt sind.
2. Ringfeder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei an den Enden (23, 25) der ersten Schraubenfeder (21) gebildete ösen (29, 31) ,

wobei ein Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit einer der ösen und das andere Ende der zweiten Schraubenfeder mit der anderen öse verbunden ist und wobei die beiden ösen (29, 31) gegeneinander versetzt sind, so daß, wenn die beiden Enden (23, 25) der ersten

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Schraubenfeder miteinander qekuppolt sind, die Öse (29) an dem einen Ende (23) der ersten Schraubenfeder (21) in dem anderen Ende (25) der ersten Schraubenfeder sitzt und die Öse (31) an dem anderen Ende (25) der ersten Schraubenfeder (21) in demeinen Ende (23) der ersten Schraubenfeder sitzt.
3. Ringfeder nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schraubenfeder (21) eine metallische Schraubenfeder ist, die einen elektrischen Ringschraubenfederkontakt bildet.
4. Vorrichtung, gekennzeichnet durch:

ein zylindrisches inneres Teil (61), das einen inneren elektrischen Kontakt (79) so trägt, daß sich wenigstens ein Teil des inneren elektrischen Kontakts an dem Umfang des inneren Teils befindet,

eine erste, metallische Schraubenfeder (21), die um das innere Teil (61) in einer derartigen Position angeordnet ist, daß sie den am Umfang befindlichen Teil· des inneren elektrischen Kontakts (79) berührt,

einen äußeren elektrischen Kontakt (101), der in einer derartigen Position angeordnet ist, daß er die erste,metallische Schraubenfeder (21) berührt, wodurch die erste, metallische Schraubenfeder eine elektrische Verbindung zwischen dem inneren und dem äußeren elektrischen Kontakt (79, 101) herstellt,

wobei die erste, metallische Schraubenfeder (21) zwei Enden (23, 25) hat,

eine zweite Schraubenfeder (27), die innerhalb der ersten Schraubenfeder angeordnet ist und zwei Enden hat, wobei ein Ende der zweiten Schraubenfeder mit einem Ende (23) der ersten Schraubenfeder (21) und das andere Ende

der zweiten Schraubenfeder mit dem anderen Ende (2 5) der ersten Schraubenfeder verbunden ist, so daß die erste Schraubenfeder zu einem Ring geformt ist und ihre beiden Enden (23, 25) miteinander gekuppelt sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch: zwei ösen (29, 31), die an dem einen bzw. anderen Ende (23, 25) der ersten Schraubenfeder (21) gebildet sind, wobei ein Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit einer der ösen und das andere Ende der zweiten Schraubenfeder mit der anderen öse verbunden ist und wobei die beiden ösen (29, 31) gegeneinander versetzt sind, so daß, wenn die beiden Enden der ersten Schraubenfeder (21) miteinander gekuppelt sind, die öse an dem einen Ende (23) der ersten Schraubenfeder in das andere Ende (25) der ersten Schraubenfeder paßt und die öse an dem anderen Ende der ersten Schraubenfeder in das eine Ende der ersten Schraubenfeder paßt.