DE3331462C2

DE3331462C2 -

Info

Publication number: DE3331462C2
Application number: DE3331462A
Authority: DE
Inventors: Robert A. Forth Worth Tex. Us Williams
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1982-08-31
Filing date: 1983-08-31
Publication date: 1992-09-10
Also published as: CA1208697A; DE3331462A1; US4718868A

Description

Die Erfindung betrifft einen Ringschraubenfederkontakt und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 4.

Aus der DE-PS 4 82 563 ist ein solcher Ringschraubenfeder kontakt bekannt. Bei diesem ist nachteilig, daß er eine Lücke aufweist, in der kein Kontakt möglich ist. Bei dem bekannten Ringschraubenfederkontakt ist das die Stelle, wo seine Enden durch eine Bohrung eines Isolierkörpers hin durchgezogen sind. Mit einem solchen Ringschraubenfeder kontakt kann daher nur ausreichender Kontakt mit einem eingesteckten zylindrischen Teil hergestellt werden, also mit einen Teil, bei den es gleichgültig ist, ob eine Lücke im umgebenden Ringschraubenfederkontakt Vorhanden ist oder nicht. Wenn das zylindrische Teil diskrete Kontaktbereiche hätte, müßte darauf geachtet werden, daß diese nicht ge genüber der Lücke zu liegen kommen.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Ringschraubenfederkon takt der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß auf dem gesamten Umfang dessel ben ein lückenloser Kontakt möglich ist.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im kennzeich nenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale ge löst.

Der Ringschraubenfederkontakt nach der Erfindung ist um fangsmäßig geschlossen, weil die innerhalb der ersten Schraubenfeder angeordnete zweite Schraubenfeder gestat tet, die Enden der ersten Schraubenfeder lückenlos mitein ander zu kuppeln, ohne die Elastizität des Ringschrauben federkontakt zu beeinträchtigen. Mit dem Ringschraubenfe derkontakt nach der Erfindung läßt sich also Kontakt mit diskreten Kontaktbereichen eines zylindrischen Teils her stellen, ohne daß auf deren Lage geachtet zu werden braucht.

Aus der DE-PS 3 60 851 ist es an sich bekannt, eine ringförmige Schraubenfeder mit zwei Enden zu versehen, an denen jeweils Ösen gebildet sind, mit deren Hilfe die bei den Enden miteinander kuppelbar sind, allerdings auf einem anderen technischen Gebiet, nämlich bei der Befestigung von Instrumenten mit Frontring an elektrischen Schaltta feln und dgl. mittels eines sich nach außen trichterförmig erweiternden Randes, der mit der Rückseite der Schalttafel eine im Querschnitt keilförmige Ringnut bildet, in die die Schraubenfeder als Keil eingelegt wird. Bei der Erfindung wird von einem anderen Prinzip Gebrauch gemacht, nämlich es wird eine zweite Schraubenfeder innerhalb einer ersten Schraubenfeder angeordnet, die die genannten Ösen auf weist. Diese Ösen werden aber nicht miteinander, sondern mit dem einen bzw. anderen Ende der zweiten Schraubenfeder verbunden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden die Ge genstände der Unteransprüche.

In der Vorrichtung nach Anspruch 4, die mit dem erfin dungsgemäßen Ringschraubenfederkontakt ausgerüstet ist, ist es möglich, Kontakt zwischen zwei ineinandergesteckten Kontaktteilen herzustellen, also um einen inneren und einen äußeren elektrischen Kontakt 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 elektri sche 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.

Gemäß den Fig. 4-7 besteht ein elektrischer Ringschraubenfederkontakt 19 aus einer ersten, äußeren metallischen Schraubenfeder 21, die zwei Enden 23 und 25 hat, welche durch eine zweite, innere metallische Schraubenfeder 27 miteinander gekuppelt sind, um die Schraubenfeder 21 zu einem Ring zu formen. Die Schraubenfeder 21 hat als Anschlußvorrichtung eine Öse 29, die an dem Ende 23 gebildet ist, und als weitere Anschlußvorrichtung eine Öse 31, die an dem Ende 25 gebildet ist. Die Ösen 29 und 31 stehen über die Enden 23 bzw. 25 der Schraubenfeder 21 vor. Die Ebenen der Ösen 29 und 31 sind insgesamt quer zu den Ebenen der Endwindungen 21A und 21B der Schraubenfeder 21. Die Außendurchmesser der Ösen 29 und 31 sind kleiner als die Innendurchmesser der Windungen der Schraubenfeder 21. Gemäß den Fig. 4, 6 und 7 sind die Ösen 29 und 31 gegeneinander versetzt. Die Schraubenfeder 27 hat eine an einem Ende gebildete Öse 33 und eine an dem anderen Ende gebildete Öse 35. Der Außendurchmesser der Schraubenfeder 27, der durch deren Windungen festgelegt ist, ist kleiner als der Innendurchmesser der Schraubenfeder 21, der durch deren Windungen festgelegt ist.

Die Enden 23 und 25 der Schraubenfeder 21 werden miteinander verbunden, um die Schraubenfeder 21 zu einem Ring zu formen, indem die Öse 33 der Schraubenfeder 27 geöffnet und um die Öse 29 der Schraubenfeder 21 gebogen wird, die Schraubenfeder 27 durch die Windungen der Schraubenfeder 21 hindurchgezogen wird und die Öse 35 der Schraubenfeder 27 um die Öse 31 der Schraubenfeder 21 gebogen wird. Der elektrische Ringschraubenfederkontakt 19 ist also auf sehr einfache Weise herstellbar. Da die Außendurchmesser der Ösen 29 und 31 kleiner sind als die Innendurchmesser der Windungen der Schraubenfeder 21 und da die Ebenen der Ösen 29 und 31 gegeneinander versetzt sind, paßt die Öse 29 in die Windungen der Schraubenfeder 21 an dem Ende 25, und die Öse 31 paßt in die Windungen der Schraubenfeder 21 an dem Ende 23. Die Windungen 21A und 21B an den Enden 23 bzw. 25 der Schraubenfeder 21 liegen daher im wesentlichen aneinander an, so daß praktisch keine Lücke in der Schraubenfeder 21 vorhanden ist, wenn deren Enden 23 und 25 miteinander gekuppelt sind. Da die Enden der Schraubenfeder 21 nicht miteinander verschweißt sind, hat darüber hinaus jede Windung der Schraubenfeder 21 dieselben Eigenschaften. Da die Ösen 29 und 31 der Schraubenfeder 21 innerhalb der Windungen der Schraubenfeder 21 angeordnet sind, sind überdies die Enden der Schraubenfeder 21 gegen Aufwickeln geschützt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 wird eine Vorrich tung beschrieben, in der der elektrische Ringschraubenfeder kontakt 19 benutzt wird. Die Vor richtung nach Fig. 1 ist Teil eines Werkzeuges für Bohr lochmessungen 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 43 haben mittige Durchgangsöffnungen 41A bzw. 43A. In der Durchgangsöffnung 41A des Abschnitts 41 ist eine Buchse 45 befestigt, die an ihrem oberen Ende einen äuße ren Ring 47 hat, der mit der Buchse 45 durch drei Abstand voneinander aufweisende Speichen 48 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 dem Ring 47 und in entsprechende Gewindelöcher (nicht dar gestellt), welche in dem Abschnitt 41 gebildet sind, ge schraubt sind. Ein als zylindrischer Schaft ausgebildetes inneres Teil 61 ist in der mittigen Öffnung 49 der Buchse 45 angeordnet. Das obere Ende des inneren Teils 61 hat einen Flansch 65, der mittels Schrauben 63 mit einem Konstuktionsteil 67 der Vorrichtung verbunden ist. Das innere Teil 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 inneren Teils 61 gebildet ist.

Drei elektrische Leitungen 73, 75 und 77 erstrecken sich durch die mittige Durchgangsöffnung 69 des inneren Teil 61 zu drei elektrischen Kontakten 79, 81 bzw. 83, welche das innere Teil 61 trägt. Die drei elektrischen Leitungen 73, 75 und 77 erstrecken sich 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 inneren elektrischen Kontakten 79, 81 und 83 und drei ringförmigen, metallischen äußeren elektrischen Kontakten 101, 103 bzw. 105 herzustellen. Die drei äußeren elektrischen Kontakte 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 inneren elektrischen Kontakte 79, 81 und 83 sind stabförmige metallische Teile, die in elektrischen Isolierteilen 111, 113 und 115 angeordnet sind, welche in Öffnungen 117, 119 bzw. 121 befestigt sind, die sich quer durch das innere Teil 61 erstrecken. Ein hohlzylindrischer elektrischer Isolator 123 ist um das innere Teil 61 angeordnet. Der Isolator 123 hat Durchgangslöcher 125, 127 und 129 in einer Linie mit den Öffnungen 117, 119 bzw. 121 zum Aufnehmen der inneren elektrischen Kontakte 79, 81 und 83 und der Isolierteile 111, 113 und 115. Die Enden der stabförmigen inneren elektrischen Kontakte 79, 81 und 83 stehen etwas über die äußere Fläche des Isolators 123 vor, so daß die Windungen der Schraubenfedern 21 der Ringschraubenfederkontakte 19 die Enden der stabförmigen inneren elektrischen Kontakte 79, 81 bzw. 83 berühren können. Oberhalb und unterhalb der Ringschraubenfederkontakte 19 sind mehrere hohlzylindrische Isolatoren 131 und elastomere O-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, Ringschraubenfederkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131, Ringschraubenfederkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131, Ringschraubenfederkontakt 19, Isolator 131, O-Ring 133, Isolator 131 und Isolator 131. Oberhalb und unterhalb der ringförmigen äußeren elektrischen 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: äußerer elektrischer Kontakt 105, Isolator 135, äußerer elektrischer Kontakt 103, Isolator 135, äußerer elektrischer Kontakt 101 und Isolator 135.

Um die äußeren elektrischen 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 schaffen, die mit den äußeren elektrischen Kontakten 101, 103 und 105 verbunden sind.

Gemäß Fig. 1 ist eine elektrische Leitung 141 mit der Außen wand des äußeren elektrischen Kontakts 101 verbunden. In der Oberseite der Spei chen 48 sind drei Nuten 143 gebildet, die sich von der ring förmigen Öffnung 49 zu drei Öffnungen 145 erstrecken. Die drei elektrischen Leitungen, die mit den äußeren elektrischen Kontakten 101, 103 und 105 verbunden sind, erstrecken sich durch die drei Nuten 143 zu den Öffnungen 145 wo sie mit Anschlußklemmen verbun den sind, die ihrerseits mit den drei elektrischen Leitungen 107 verbunden sind. Fig. 1 zeigt eine in einer Öffnung 145 ange ordnete 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 gebil dete Löcher 155 in Löcher 157, welche in der Buchse 45 gebil det sind, eingeschraubt sind.

Die Ringschraubenfederkontakte 19 sind in der Lage, die ringförmigen äußeren elektrischen Kontakte 101, 103 und 105 an den stabförmigen inneren elektrischen Kontakten 79, 81 bzw. 83 während des Zusammenbaus der Vorrichtung nach Fig. 1 zu arretieren. Wenn nämlich die äußeren elektrischen Kontakte 101, 103 und 105 um die Ringschraubenfederkontakte 19 angeordnet sind und bevor das innere Teil 61 in der Öffnung 49 der Buchse 45 angeordnet wird, können die äußeren elektrischen Kontakte 101, 103 und 105 um die Achse des inneren Teils 61 gedreht werden, um die Windungen der Schraubenfedern 21 der Ringschraubenfederkontakte 19 schräg zu legen und dadurch die äußeren elektrischen Kontakte 101, 103 und 105 zu arretieren.

In einer Ausführungsform, wie sie in den Fig. 4-7 darge stellt ist, beträgt der Außendurchmesser D1 der Schraubenfeder 21 etwa 3,1 mm. Die Länge L1 der Schraubenfeder 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 Schrauben feder 27 beträgt 1,57 mm, und die Länge der Schraubenfeder 27 zwi schen ihren Enden, von denen die Ösen 33 und 35 vorstehen, beträgt 55,88 mm.

Claims

1. Elektrischer Ringschraubenfederkontakt mit einer me tallischen ersten Schraubenfeder (21) mit zwei Enden (23, 25), die zu einem Ring geformt ist und deren beide Enden (23, 25) miteinander gekuppelt sind, ge kennzeichnet durch eine metallische zweite Schrauben feder (27), die innerhalb der ersten Schraubenfeder (21) angeordnet ist und ebenfalls zwei Enden hat, wo bei ein Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit ei nem Ende der ersten Schraubenfeder (21) und das an dere Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit dem an deren Ende der ersten Schraubenfeder (21) verbunden ist.

2. Ringschraubenfederkontakt nach Anspruch 1, gekenn zeichnet durch zwei an den Enden (23, 25) der ersten Schraubenfeder (21) gebildete Anschlußvorrichtungen (29, 31), wobei ein Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit einer der Anschlußvorrichtungen und das an dere Ende der zweiten Schraubenfeder (27) mit der an deren Anschlußvorrichtung verbunden ist, So daß, wenn die beiden Enden (23, 25) der ersten Schraubenfeder miteinander gekuppelt sind, die Anschlußvorrichtung (29) an dem einen Ende (23) der ersten Schraubenfeder (21) in dem anderen Ende (25) der ersten Schraubenfe der (21) sitzt und die Anschlußvorrichtung (31) an dem anderen Ende (25) der ersten Schraubenfeder (21) in dem einen Ende (23) der ersten Schraubenfeder (21) sitzt.

3. Ringschraubenfederkontakt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußvorrichtungen (29, 31) versetzt gegeneinander angeordnete Ösen sind, so daß, wenn die beiden Enden der ersten Schraubenfeder (21) miteinander gekuppelt sind, die Öse (29) an dem einen Ende (23) der ersten Schraubenfeder (21) in das andere Ende (25) der ersten Schraubenfeder (21) paßt und die Öse (31) an dem anderen Ende der ersten Schraubenfeder (21) in das eine Ende der ersten Schraubenfeder paßt.

4. Vorrichtung, ausgerüstet mit wenigstens einem elek trischen Ringschraubenfederkontakt nach einem der An sprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch ein inneres Teil (61), das einen inneren elektrischen Kontakt (79) so trägt, daß sich wenigstens ein Teil des inne ren elektrischen Kontakts (79) an dem Umfang des in neren Teils (61) befindet, wobei der Ringschraubenfe derkontakt (19) um das innere Teil (61) in einer der artigen Position angeordnet ist, daß er den am Umfang befindlichen Teil des inneren elektrischen Kontakts (79) berührt, und durch einen äußeren elektrischen Kontakt (101), der in einer derartigen Position um den Ringschraubenfederkontakt (19) angeordnet ist, daß er den Ringschraubenfederkontakt (19) berührt, wodurch der Ringschraubenfederkontakt (19) eine elek trische Verbindung zwischen dem inneren und dem äuße ren elektrischen Kontakt (79, 101) herstellt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Teil (61) zylindrisch ist.