DE912716C - Elastische, metallische Blattfeder fuer elektrische Schaltgeraete - Google Patents

Description

Die von den Walzwerken gelieferten Platten, aus denen Blattfedern geschnitten werden, weisen ungleichmäßig verteilte Spannungen auf. Diese ungleichmäßig verteilten Spannungen entstehen vielfach dadurch, daß die Metallbleche nicht überall die gleiche Stärke aufweisen und nicht gleichmäßig zwischen den Walzen gepreßt werden. Wenn daher solche Platten zerschnitten werden, werden diese ungleichmäßig verteilten Eigenspannungen im Material bei seinem Pressen und Formen ein Werfen des Erzeugnisses zur Folge haben. Durch ausschließliches "Pressen und Formen kann kein gleichmäßiges Erzeugnis erhalten werden. Beim Ausschneiden verschieden geformter Blattfedern aus einem Rohmetallblatt werden außerdem entlang den Kanten der ausgeschnittenen Federn ungleichmäßig verteilte Spannungen auftreten. Um jedoch einwandfreie Federn aus einem elastischen, blattförmigen Werkstoff hinsichtlich Form und Spannung usw. herzustellen, war bisher eine langwierige und kostspielige Nacharbeit von Hand erforderlich. Derartig ungleichmäßig verteilte und unregelmäßige Spannungen in einer elastischen, metallischen Blattfeder für elektrische Schaltgeräte werden gemäß der Erfindung durch ein bestimmtes Herstellungsverfahren und durch die hierzu benutzte Vorrichtung vermieden. Zu diesem Zweck werden die geschnittenen Blattfedern in einer Presse geprägt und geformt, von der beide Stempel Erhöhungen aufweisen. Durch das Eindringen der Erhöhun- 3c

gen in die Blattfläche entstehen in der Feder Einpressungen, die in der Feder verbleiben, da ihre Tiefe und der Druck der Presse so gewählt sind, daß die Elastizitätsgrenze des Werkstoffes beim Pressen überschritten wird. Der Abstand zwischen zwei Eindrücken kann gleich dem Anderthalbfachen oder Doppelten der Stärke der Feder sein. Durch Anwendung dieses Verfahrens wird die Spannung in dem Material neu verteilt und vereinheitlicht, ίο Die Eindrücke sollen auf beide Seiten der Feder dadurch, daß beide Stempel mit Erhöhungen versehen sind, eingepreßt werden. Sie weisen vorteilhafterweise V-förmige Gestalt auf und sind auf beiden Federoberflächen gegeneinander versetzt angebracht. Sie können rechtwinklig zur Längsrichtung der Federn, jedoch auch parallel zur Längsachse der Federn, zur Erhöhung der Steifigkeit der Federn eingepreßt sein. Sie brauchen nicht geradlinig zu verlaufen, sondern können Wellenform aufweisen. Ihre Tiefe soll weniger als das o,5fache der Federstärke betragen.

Derartig hergestellte Federn können in alle elektrischen Schaltgeräte, wie Tasten, Schalter, Kontaktsätze, Fernsprechteilnehmergeräte, Summer, Relais, Wähler, Koordinatenwähler usw., eingebaut werden.

Die so hergestellten Blattfedern weisen gegenüber den bekannten auch noch den Vorteil auf, daß ein Nachjustieren der Feder praktisch fortfällt. Dieses Nachjustieren von Hand der bereits z. B. in ein Relais eingebauten Federsätze war sehr zeitraubend und außerdem auch sehr ungenau. Die Federn mußten geradegerichtet oder ihnen eine bestimmte Vorspannung gegeben werden. Man hat die Federn mit einer bleibenden Querkrümmung versehen und die Federn so in zwei Teile unterteilt, die gegeneinander geneigt sind. Man konnte so den Kontaktdruck, der für das einwandfreie Arbeiten des Relais nötig ist, nur unbefriedigend einstellen, besonders wenn die Fehlergrenze beim Einstellen des Kontaktdruckes sehr klein war. Der Grund für diese Schwierigkeit liegt darin, daß die Kontaktfedern mit guten Federeigenschaften durch ein einziges Biegen mit einem Werkzeug nicht so gebogen werden können, daß sich zwischen den beiden Teilen der Feder ein genauer Winkel ergibt, zumal nicht alle Federn die gleiche Stärke aufweisen. Die der Biegungsstelle benachbarten Teile sind nicht mehr eben. Man hat daher in den Fällen, in denen vorgespannte Federn benutzt werden, die Federteile, die gebogen werden sollen, gehämmert oder gewalzt, bis dieser Federteil die genaue Stärke aufweist und der gewünschte Winkel erhalten wird.

Bei den nach dem neuen Verfahren hergestellten Federn werden diese Nachteile vermieden. Es ist möglich, den Winkel zwischen den beiden Federteilen genau einzuhalten Und den der Biegungsstelle benachbarten Teilen eine gewünschte Form, z. B. ebene oder gebogene Form, zu geben. Man kann auch nur den die Kontakte tragenden Teil biegen. Als weiterer Vorteil der metallischen, elastischen Blattfedern gemäß der Erfindung hat sich ergeben, daß bei Einpressungen rechtwinklig zur Federlängsrichtung eine etwa 15% größere Steifheit im Vergleich zur unbehandelten Feder auftritt. Hierdurch kann ein höherer Kontaktdruck in einem Federsatz erhalten oder der Spannungskrümmungswinkel verkleinert werden, oder es kann eine Blattfeder geringerer Stärke verwendet werden.

An Hand der Zeichnung wird die Erfindung nun im einzelnen näher erläutert.

Fig. ι stellt eine bewegliche Kontaktfeder dar, die sich geworfen und vor dem Prägen und Formen unregelmäßig gekrümmt hat;

Fig. 2 zeigt die Feder nach Fig. 1 in Seitenansieht nach dem Prägen und Formen;

Fig. 3 zeigt die Feder nach Fig. 2 in der Ansicht von oben;

Fig. 4 ist die Aufsicht eines Teiles der festen Kontaktfeder;

Fig. 5 ist die Seitenansicht eines Federteiles im vergrößerten Maßstab; *

Fig. 6 stellt die Seitenansicht eines Federsatzes mit vorgespannten und geformten Federn gemäß der Erfindung dar;

Fig. 7 zeigt die Seitenansicht der Presse und Formen zur Herstellung von Kontaktfedern;

Fig. 8 zeigt im vergrößerten Maßstab die Erhöhungen der Formen zwischen den Linien A-A und B-B und ihre gegenseitige Lage;

Fig. 9 stellt die Aufsicht auf die Erhöhungen einer Form dar;

Fig. 10 zeigt im vergrößerten Maßstab eine Aufsicht auf einen Teil der Form.

Nach Fig. 2 bis 4 weist die Feder 1 einen ebenen und geraden Teil α und einen gekrümmten oder vorgespannten Teil b auf, an dessen freiem Ende sich die Kontakte 2 und 3 bzw. 4 und 5 befinden. Auf Wunsch kann dieses freie Ende der Federn, das von dem festen oder beweglichen und anhebenden Stegen 22 bzw. 23 getragen wird, ebenfalls gerade oder eben ausgebildet sein. Die bewegliche Kontaktfeder ist mit einer Ausnehmung 8 zum freien Durchtritt der Stege 22 und 23 versehen und weist ferner eine Stelle 6 ohne Eindrücke auf, wohin z.B. der Vorsprung 36 des Steges 23 greifen kann. Die feste Kontaktfeder ist mit einer Ausnehmung 9 zum Durchtreten der Stege 22 und 23 versehen und weist ebenfalls eine Stelle 7 auf, w^Tohin z. B. der Vorsprung 37 des festen Steges 22 fassen no kann, auf dem die feste Feder gewöhnlich ruht. Die Feder weist ferner die Löcher 11, 12 und 13 auf, um den geraden Federabschnitt an dem festen Träger 20 mittels Schrauben 24 zu befestigen, wobei die einzelnen Federn durch isolierende Scheiben 2.5 voneinander getrennt sind. Bei geringer Vorspannung der Feder kann diese in ihrem beweglichen Teil nahe ihrem festgehaltenen Teil eine Aussparung 14 aufweisen. In einem kleinen Bereich um die Löcher 11 bis 13 sind keine Eindrücke in den Oberflächen vorhanden, da sonst leicht die Rücken der Eindrücke in die Löcher hineingepreßt würden, was den freien Durchtritt der Befestigungsschrauben 24 oder das Unterlegen von Scheiben behindern würde.

Die Fig. 5 zeigt, wie die zahnartigen Erhöhungen der Formen in die ebene Blattfeder eingegriffen

und klare Eindrücke in den Federn hinterlassen haben. Wegen der Steifheit des Federmaterials sind die Erhöhungen der Formen nicht vollständig in das Material eingedrungen.

In Fig. 6 ist ein Federpaket mit dem Arbeitskontaktsatz 26-27, dem Ruhekontaktsatz 28-29 und dem Wechselkontaktsatz 30-32 dargestellt. Der feste Steg 22-34 wird durch eine feste und verstärkte Feder 21 gehalten, die außerdem zur Führung des beweglichen Steges 23-25 dient, während beide Stege oben durch die bewegliche Feder 33 geführt werden.

Die Spannung der verschiedenen Federn kann nach Wunsch dadurch geändert werden,' daß den verschiedenartigen Federn unterschiedliche Vorspannungen gegeben werden. So kann man den Kontaktdruck der verschiedenen Federn von 10 bis mindestens 30 g ändern, je nachdem, welcher Druck an den verschiedenen Kontakten herrschen soll. So kann dieser Druck durch Einstellung der Vorspannungen der einzelnen Federn vor ihrem Zusammenbau zu einem Satz geregelt werden, so daß nach dem Einbau der richtige Druck vorhanden ist, ohne daß die Kontaktsätze noch nachträglich justiert zu werden brauchen.

In den Fig. 7 bis 10 ist eine Presse zum Formen und Prägen von Kontaktfedern gemäß der Erfindung dargestellt. Der Stempel 71 der Presse ist mit dem Bett 72 durch die Führungssäulen 73 verbunden.

Die Form 74 ist in den Stempel 71 eingelegt und wird durch den Keil 76 festgehalten. Eine weitere Form 75 kann durch den Keil JJ άτι dem Bett 72 befestigt sein. Beide Formen weisen die übliche Gestalt 78-79 bzw. 80-81 auf, die sich nach der gewünschten Vorspannung der fertigen Feder richtet. Durch Austausch der Formstücke können Federn mit jedem beliebigen genauen Biegungswinkel zwischen dem festgehaltenen Teil und dem beweglichen, die Kontakte tragenden Teil der Feder erreicht werden, weil sich die Krümmung der Feder nicht auf eine einzelne Quereinpressung zu beschränken braucht, sondern sich über eine vorher bestimmte Länge oder auch über mehrere solcher Längen der Feder verteilen kann. So kann z. B. der Feder eine S-förmige Krümmung gegeben werden, oder es kann ihr Teil b (vgl. Fig. 2) über seinen ganzen Bereich gleichmäßig gebogen sein.

Gute Ergebnisse sind erzielt worden, wenn die zahnförmigen Erhöhungen der Formen einen Winkel von etwa 120⁰ aufweisen. Die Zähne der Formen erfassen die ganze Länge des zu prägenden Federteiles, während die kleineren, dazwischenliegenden Teile einer Zugspannung infolge dieses Arbeitsganges unterworfen sind. Die in die Federn greifenden Erhöhungen der Formen hindern das Federmaterial daran, sich auszudehnen oder aus dem Rücken und den Furchen der zahnförmigen Erhöhungen zu entweichen, so daß die Außenmaße der Blattfedern nach dem Prägen und Formen erhalten geblieben sind.

Bei einer Form, die auf ihrer ganzen Oberfläche mit Erhöhungen 91 versehen ist (vgl. die Fig. 9 und 10), sind die Erhöhungen in gewissen gewünschten Bereichen fortgelassen oder beseitigt. Diese Bereiche 111 bis 113 weisen einen etwas größeren Durchmesser als die Löcher 11 bis 13 (vgl. Fig. 3) auf, damit die Unterlegscheiben für die Befestigungsschrauben gegen flache Federflächen anliegen. Durch die von Erhöhungen freien Bereiche 96 und 97 bleiben die Bereiche 6 und 7 in den zu prägenden Blattfedern ohne Eindrücke (vgl. die Fig. 3 und 4).

Die Formen weisen außerdem die Löcher 92, 93, und 100 auf, in die die vor dem Prägen der Federn an diesen befestigten Kontakte 2-3 bzw. 4-5 eingepaßt werden, damit die unbehandelten Blattfedern in den Formen vor dem Prägen und Formen in der Presse zentriert und festgelegt werden. Um diese Löcher ist ebenfalls ein von Erhöhungen freier ringförmiger Bereich vorgesehen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1. Elastische, metallische Blattfeder für elektrische Schaltgeräte, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder auf beiden Oberflächen mit vorzugsweise V-förmigen, parallel zueinander und in gleichen Abständen so nahe voneinander verlaufenden Einpressungen von im wesentlichen gleicher Länge und von solcher Tiefe versehen ist, daß die Blattfeder im wesentlichen gleichmäßige innere Spannungen aufweist.

   2. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpressungen auf der einen Oberfläche der Feder gegenüber denen auf der anderen Oberfläche der Feder versetzt sind.

   3. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpressungen winklig, insbesondere rechtwinklig, zur Längsrichtung der Feder verlaufen.

   4. Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einpressungen parallel zur Längsrichtung der Feder verlaufen.

   5. Blattfeder nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder durch Quereinpressungen an mehreren Stellen gebogen ist, die die Feder in mehrere zueinander geneigte Abschnitte unterteilen.

   6. Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Einpressungen weniger als das o,5fache der Federstärke beträgt.

   7. Blattfeder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Einpressungen etwa dem Anderthalbfachen bis Doppelten der Federstärke entspricht.

   8. Blattfeder nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontaktfedern durch die Vorsprünge an einem Steg angehoben werden können und die feststehenden Kontaktfedern auf Vorsprüngen an einem zweiten Steg ruhen und daß die die Kontaktfedern betätigenden Stege in der Nähe der Kontakte vorgesehen sind.

   9. Blattfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sich über

   die beiderseitigen Oberflächen erstreckenden Einpressungen in unmittelbarer Nähe des Kontaktbereiches nicht vorgesehen sind.

   io. Blattfeder nach einem der Ansprüche ι bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die sich über die beiderseitigen Oberflächen erstreckenden Einpressungen in unmittelbarer Nähe der für die Befestigung der Federn vorgesehenen Löcher nicht vorgesehen sind.

   11. Blattfeder nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die sich über die beiderseitigen Oberflächen erstreckenden Einpressungen in unmittelbarer Nähe des Bereiches der Feder, wo die für die Betätigung und Auflage vorgesehenen Stege angreifen, nicht vorgesehen sind.

   12. Verfahren zum Erzeugen von gleichmäßigen inneren Spannungen in einer elastischen Blattfeder nach einem der Ansprüche 1

   »o bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder gleichzeitig zwischen Formen mit Erhöhungen und Vertiefungen derart geprägt und verformt wird, daß das Material in die Vertiefungen hineingezogen wird.

   13· Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß eine Presse wenigstens ein Paar von Formen, die austauschbar sind, aufweist, zwischen die die zu prägenden und zu formenden Blattfedern gepreßt werden sollen, welche Formen mit Erhöhungen und Vertiefungen vorzugsweise sägezahnförmigen Querschnitts versehen sind, wobei die Erhöhungen einer Form so angeordnet sind, daß sie in die Vertiefungen zwischen den Zähnen der anderen Form eingreifen können, und daß die Formen so gestaltet sind, daß gleichzeitig in einem Arbeitsgang außer der Prägung der Vertiefungen und Erhöhungen den Federn in gewünschten Teilen eine flache, gebogene oder gekrümmte Form gegeben werden kann.

   14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse derart gebaut ist, daß gleichzeitig mehrere Federn bearbeitet werden können.

   15. Vorrichtung nach Anspruch 13 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse mit mehreren verschiedenartigen Formpaaren zum gleichzeitigen Bearbeiten von mehreren verschiedenartig zu gestaltenden Federn versehen ist.

   16. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhungen und Vertiefungen der Formen an den Stellen, die die Federn in dem Bereich der Halte- und Betätigungsstege, der Kontakte und der Befestigungslöcher prägen würden, nicht vorgesehen sind.

   17. Vorrichtung nach Anspruch 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Formen der Presse Bohrungen aufweisen, in die die bereits vor Einlegen in die Presse an den Federn angebrachten Kontakte fassen.

   Angezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschrift Nr. 574827.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 9506 5.54