DE69023931T2

DE69023931T2 - Federnde O-Ring-Dichtung zur elektromagnetischen Abschirmung.

Info

Publication number: DE69023931T2
Application number: DE69023931T
Authority: DE
Inventors: Peter J Balsells
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-01-18
Filing date: 1990-01-17
Publication date: 1996-04-25
Anticipated expiration: 2010-01-18
Also published as: DE69023931D1; ATE131342T1; EP0379159B1; EP0379159A1; US4934666A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein abschirmende Dichtungen für elektronische/elektromagnetische Schnittstellenkomponenten, wie Filter, Dämpfungsglieder, Verbindungsglieder, Schaltplatten und andere elektronische oder nichtelektronische Einrichtungen, die eine Abschirmung oder Erdung solcher Komponenten erfordern, um eine gegenseitige Beeinflussung oder Beschädigung durch elektromagnetische Strahlung zu vermeiden. Insbesondere betrifft die Erfindung elektrisch leitende Dichtungen, die es ermöglichen, Komponentenschnittstellen ohne Ausstrahlen oder ohne Streuverluste von elektromagnetischer Energie über diese hinaus, und zwar unabhängig von den Belastungskräften auf die Dichtung, zu schaffen.
Es ist wohlbekannt, daß moderne elektronische Einrichtungen typischerweise in modularer Form hergestellt werden, in der getrennte Komponenten oder Einheiten der elektronischen Ausrüstung miteinander durch Kabel oder ähnlichem verbunden sind, und bei denen solche Komponenten selbst diskrete Untersysteme umfassen, die untereinander ausgetauscht oder zur Wartung ersetzt werden können. Es ist wichtig dafür zu sorgen, daß in vielen, wenn nicht sogar in den meisten Fällen, sowohl alle modularen Einheiten als auch die Untersystemkomponenten besonders von elektromagnetischen Abstrahlungen, entweder von anderen Unterkomponenten innerhalb der Einrichtungen oder von äußeren Quellen, isoliert werden. Eine ungenügende Kupplung von Komponenten führt sowohl zu einem Verlust an Betriebsleistung aufgrund des Energieverlustes als auch zu einer Interferenz bei dem effektiven Betrieb anderer zugeordneter elektrischer Komponenten.
Die mit dem ungewollten Streuverlust von elektromagnetischer Energie und der gegenseitigen Beeinflussung in Zusammenhang stehenden Probleme sind seit einiger Zeit bekannt. Die Probleme sind besonders akut bei Komponenten, die wiederholt miteinander verbunden und wieder voneinander getrennt werden, entweder um die Betriebseigenschaften der Ausrüstung zu verändern, die Ausrüstung mobil zu gestalten oder um sie instandzuhalten. Bei diesen Situationen umfaßt die mechanische und elektrische Kupplung der Komponenten häufig eine Dichtung oder ähnliches, die die kritischen elektromagnetischen Übertragungsleitungen umgeben, oder eine Ausstattung mit einem leitenden Elastomer oder einer Kombination von elastomeren Materialien in unzähligen Konfigurationen.
Eine Dichtung herkömmlicher Art, die zur Zeit bei solchen Anwendungen eingesetzt wird, ist ein leitfähiges Elastomer, das aus einem elastomeren Material, aus einem silberbeschichteten Aluminium-Verbundwerkstoff oder ähnlichen Materialien besteht, die einen hohen Grad an Leitfähigkeit aufweisen, um eine effektive Abschirmung zu schaffen. Andere Arten von zur Zeit verwendeten Dichtungen bestehen aus Metall oder metallischen Kombinationen in der Form von Maschenstreifen in runden oder rechteckigen Formgebungen; aus umflochtenem Draht in einer runden oder rechteckigen rohrförmigen Formgebung, aus Streckmetall, aus kreisförmigen, runden Streifen, usw. Diese verschiedenen Elemente werden aus metallischen Materialien hergestellt oder mit elastomeren Materialien ausgefüllt, um einen höheren Grad an Elastizität zu erzielen.
Die WO-A-8 701 901 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung einer Dichtigkeit zwischen den Kantenabschnitten zweier Metallplatten, die als Abschirmplatten gegen elektromagnetische Felder verwendet werden. Die Vorrichtung umfaßt einen metallischen Dichtstreifen, der dazu vorgesehen ist, entlang der Kantenabschnitte zusammengedrückt zu werden. Der Dichtstreifen umfaßt ein helixförmig gewundenes Metallelement mit einem eckigen Querschnitt, wobei der Kantenabschnitt einer Metallplatte dazu vorgesehen ist, durch Anliegen an einer Auflage sowohl in der Quer- als auch in der Längsrichtung des Streifens gegen den Dichtstreifen gedrückt zu werden, so daß die Windungen der helixförmig gewundenen Metallelemente in der Längsrichtung des Streifens bezüglich der ursprünglichen Lage verbogen werden. Teile der eckigen Seiten des Metallelementes werden dadurch gegen den Kantenabschnitt gedrückt, wodurch ein guter metallischer Kontakt hergestellt wird.
Die US-A-4 441 780 offenbart eine Stecker- und Buchsenverbindung mit einem hohlen zylindrischen Gehäuse von einem solchen Innendurchmesser, daß dieses auf und über ein zylindrisches Buchsengehäuse während des Zusammenfügens schiebbar ist. Eine umfänglich um die Innenwand des Steckers ausgebildete Rille weist ein Paar von verschlungenen, endlosen helixförmig gewundenen Federn auf, die in der Rille befestigt sind und auf die Außenwand der Buchse aufgleiten, wenn diese in den Stecker eingepaßt wird. An Kreuzungspunkten der Federn sind diese aneinander befestigt.
Die US-A-3 505 463 offenbart eine Anordnung elektrisch leitender flexibler Drähte oder Elemente, die so angeordnet sind, daß sie eine bestimmte Höhe, Breite und Länge besitzen. Das Abschirmmaterial wird zwischen zwei leitende Oberflächen eingesetzt, die Abschnitte einer HF-Energie-Abschirmeinfassung bilden.
Während viele, wenn nicht sogar alle der zuvor genannten Dichtungsanordnungen eine elektromagnetische Abschirmung in einem bestbnmten Ausmaß leisten, hat jede von ihnen den Nachteil einer dauerhaften Verformung bei Belastung. Das heißt, sie "setzen" sich bei Belastung und ergeben danach bei einer Änderung der Belastung eine Lücke oder eine Abtrennung, die das Durchtreten elektromagnetischer Energie über diese hinaus zuläßt. Der zuvor genannte, mit allgemeinen Worten beschriebene Nachteil soll anhand eines speziellen Beispiels eines schraubenartigen Mikrowellen-Verbindungsgliedes veranschaulicht werden, das eine elastomere Dichtung umf aßt, die beim Ankoppeln des Verbindungsgliedes an eine Komponente mittels mechanischer Schrauben oder ähnlichem verformt wird. Bei entweder wiederholtem oder unterbrochenem Gebrauch "setzt" sich das elastomere Element und sorgt daher nicht für eine zuverlässige elektromagnetische Abschirmung bei wiederholtem Ankoppeln und Abkoppeln der Verbindungselemente.
Dieses Problem wird noch akuter, wenn die Dichtung Temperaturveränderungen unterworfen wird. Wiederholtes Erwärmen und Abkühlen der Dichtung verursacht eine erhebliche Ermüdung, wodurch Öffnungen zwischen herkömmlich gekoppelten Komponenten entstehen, durch die elektromagnetische Energie durchdringen kann, obwohl die Dichtung nicht einmal Belastungsänderungen aufgrund eines wiederholten Ankoppelns und Abkoppelns unterworfen wird.
Während bisher Bezug auf abschirmende Dichtungen genommen wurde, die elastomere Komponenten umfassen, ist es ebenso bekannt, daß andere metallische Materialien, wie umflochtener Draht, geflochtene Dichtungen, kreisförmige Streifen oder Streckmetall sich bei Belastung setzen, typischerweise sehr hart sind und sich nicht gut an kleine Durchmesser oder Unregelmäßigkeiten anpassen, und daher das Durchtreten elektromagnetischer Energie über diese hinaus ermöglichen. Die zuvor genannten Unregelmäßigkeiten betreffen aneinanderliegende Komponenten, die Oberflächenverformungen oder Oberflächenbeschaffenheiten aufweisen, die nicht eng ineinander eingreifen, wobei letztere von einer Dichtung herrühren, die einen elektrischen Durchgang in einem für eine elektromagnetische Abschirmung einer speziellen Frequenz der elektromagnetischen Energie notwendigen Ausmaß schafft.
Die Frequenzen elektromagnetischer Energie, insbesondere von Mikrowellenbändern für Anwendungen in kommerziellen Diensten, reichen allgemein von ungefähr 100 MHz bis ungefähr 1 GHz, während Anwendungen in militärischen Diensten von 1 GHz bis 300 GHz reichen. Elektromagnetische Energie ist, wie hier verwendet, ein generischer Begriff, der das volle Spektrum der Frequenzen elektromagnetischer Energie umfaßt, und speziell können, wie hiernach verwendet, elektromagnetische Interferenz (EMI) und Radiofrequenzinterferenz (RFI) austauschbar verwendet werden, wobei sich beide Begriffe auf eine Interferenz beziehen, die durch ein ungewolltes Eindringen elektromagnetischer Energie oder einer Radiofrequenzenergie in ein bestimmtes Ausrüstungsteil verursacht wird. Allgemein wird die Fähigkeit, eine Komponente gegen den Ein- oder Ausgang elektromagnetischer Energie abzuschirmen, häufig als Abschirmeffektivität bezeichnet.
Ein Faktor von höchster Wichtigkeit bei der elektromagnetischen Abschirmung ist die Frequenz der elektromagnetischen Energie oder die Wellenlänge derselben. Es ist bekannt, daß alle elektromagnetischen Wellen aus zwei wesentlichen Komponenten bestehen, einem Magnetfeld und einem elektrischen Feld.
Diese beiden Felder stehen senkrecht aufeinander, und die Richtung der Wellenfortpflanzung steht senkrecht auf derjenigen Ebene, in der diese beiden Komponenten liegen. Die relative Größe zwischen dem Magnet (H)-Feld und dem elektrischen (E) Feld hängt davon ab, wie weit die Welle von ihrer Quelle entfernt ist, und von der Natur der erzeugenden Quelle selbst. Das Verhältnis von E zu H wird Feldwellenwiderstand Zw genannt.
Daher ist es plausibel, daß die Abschirmeffektivität einer speziellen Dichtung unterschiedlich sein kann, und zwar hängt dies davon ab, ob die elektromagnetische Energie in der zugehörigen Ausrüstung oder in einer Ausrüstung fern von der Dichtung erzeugt worden ist.
Wenn die Quelle einen starken Stromfluß im Vergleich zu ihrem Potential aufweist, wie er zum Beispiel durch eine Schleife, einen Umspanner oder durch Starkstromleitungen erzeugt werden kann, wird sie eine Strom-, magnetische, oder Niederimpedanzquelle genannt, die einen kleinen E zu H-Wert aufweist. Wenn die Quelle andererseits bei einer hohen Spannung arbeitet und nur ein geringer Strom fließt, wird die Quellenimpedanz als hoch bezeichnet, und die Welle wird gewöhnlich als elektrisches Feld interpretiert.
Es ist zu beachten, daß in sehr großen Abständen von einer Quelle das Verhältnis von E zu H für jede Welle unabhängig von ihrer Orientierung gleich ist. In diesem Fall wird die Welle als ebene Welle bezeichnet, und der Feldwellenwiderstand beträgt 377 Ohm, der der intrinsische Feldwellenwiderstand des freien Raumes ist.
Es ist bekannt, daß Metalle eine intrinsische Impedanz aufweisen, die gegen Null geht, wenn die Leitfähigkeit gegen Unendlich geht. Wegen des großen Unterschiedes zwischen der intrinsischen Impedanz von Metallen und der intrinsischen Impedanz des freien Raumes wird die meiste Energie der von weit von dem Metallempfänger entfernten Quellen erzeugten Wellen von diesem reflektiert, und nur ein geringer Anteil wird durch diesen durchgelassen. Dies jedoch trifft nicht für magnetische oder Niederimpedanzfelder zu, bei denen weniger Energie reflektiert und mehr absorbiert wird, wodurch es schwieriger ist, magnetische Felder abzuschirmen. Da magnetische Abschirmungen eine geringere als eine unendliche Leitfähigkeit aufweisen, wird ein Teil des Feldes durch die Grenzfläche hindurchgelassen, wobei der Teil von der Dicke der Metalldichtung abhängt.
Ein für die Abschirmeffektivität weitaus wesentlicherer Faktor ist die Anwesenheit von Öffnungen oder Lücken in der Dichtung. Eine Lücke oder Öffnung in der Dichtung ermöglicht es elektromagnetischen Feldern, durch die Dichtung durchzustrahlen, sofern der Stromdurchgang durch die Lücken nicht aufrechterhalten werden kann. Daher besteht die Funktion einer EMI-Dichtung darin, den Durchgang des Stromflusses in der Dichtung aufrechtzuerhalten.
Die Bedeutsamkeit der Lücke ist jedoch von der Frequenz der einfallenden elektromagnetischen Energie abhängig. Zum Beispiel hat elektromagnetische Energie mit einer Frequenz von 1 GHz eine Wellenlänge von ungefähr 29,46 cm, während elektromagnetische Energie von 100 GHz eine Wellenlänge von ungefähr 3 mm aufweist. Als allgemeine Regel sollte für eine effektive Abschirmung bei einer kommerziellen Verwendung die Öffnungsgröße kleiner als die Wellenlänge der elektromagnetischen Energie, dividiert durch 20, und für Luft- und Raumfahrt-Elektronik weniger als 1/50 der Wellenlänge der elektromagnetischen Energie betragen.
Andere Faktoren, die unmittelbar einen Einfluß auf die Lückengröße und daher die Abschirmeffektivität haben, sind der Oberflächenabschluß der abzudichtenden aneinanderliegenden Teile, die Fähigkeit des Abschirmmateriales, umgebungsbedingte Veränderungen aufgrund einer korrosiven galvanischen Wirkung usw. mit keiner oder nur geringer Veränderung der Leitfähigkeit zu widerstehen. Die Fähigkeit der Dichtung, ihre Abmessung bei einer konstanten Last über die Lebensdauer der Dichtung zwischen den aneinanderliegenden Teilen zu erhalten ist wichtig, um Veränderungen in der Durchgängigkeit der Dichtung sowie Öffnungen oder Lücken darin zu vermeiden, die, was die Abschirmeffektivität betrifft, nicht tragbar sind.
Die Dichtung der vorliegenden Erfindung schafft eine effektive elektromagnetische Abschirmung durch die Verwendung einer geneigten Schraubenfeder mit eng beabstandeten Windungen, die bei Belastung durchfedern, um eine beinahe konstante Kraft zwischen den aneinanderliegenden Punkten und/oder Oberflächen zu schaffen, damit ein hoher Grad an Leitfähigkeit und daher eine hohe Abschirmeffektivität im Bereich von üblichen Anforderungen hinsichtlich der Temperatur und der Wiederverwendung gewährleistet wird. Zusätzlich schafft die erfindungsgemäße Dichtung, um effektive Abschirmungen von sehr niedrigen Frequenzen bis zu extrem hohen Frequenzen zu gewährleisten, genügend Flexibilität, um Veränderungen auszugleichen, die aufgrund von Verdrehungen, Exzentrizitäten, Unregelmäßigkeiten und anderen Variablen vorkommen können, und dabei dennoch die erforderlichen geringen Last/Entlastbereiche beizubehalten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt eine elektromagnetisch abschirmende Dichtung Schraubenfeder-Mittel zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei das Schraubenfeder-Mittel eine Vielzahl einzelner Windungs- Mittel umfaßt, die dafür sorgen, daß das Schraubenfeder-Mittel die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unterbindet, und zwar unabhängig von der Kompression des Schraubenfeder-Mittels innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen Windungs-Mittel. Die einzelnen Windungs-Mittel sind untereinander verbunden und bezüglich der Mittelachse des Schraubenfeder-Mittels geneigt angeordnet. Da die Unterbindung der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen unabhängig von der Kompression des Schraubenfeder-Mittels ist, ermöglicht die Dichtung das Aneinanderliegen unregelmäßiger Oberflächen und ist unabhängig von Abstandsveränderungen zwischen den aneinanderliegenden Oberflächen aufgrund von Temperatureffekten. Insbesondere nimmt die erfindungsgemäße Dichtung zur elektromagnetischen Abschirmung die Gestalt einer endlosen Schraubenfeder ein, wenn die einzelnen Windungs-Mittel aneinandergefügt sind. Zusätzlich können innere Schraubenfeder-Mittel vorgesehen sein, die innerhalb des Schraubenfeder-Mittels zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus angeordnet sind. Das innere Schraubenfeder-Mittel umfaßt eine Vielzahl einzelner innerer Windungs-Mittel, die dafür sorgen, daß das innere Schraubenfeder-Mittel die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unterbindet, und zwar unabhängig von dem Zusammendrücken des inneren Schraubenfeder- Mittels innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen inneren Windungs-Mittel. Die einzelnen inneren Windungs-Mittel können untereinander verbunden und bezüglich einer Mittelachse des geneigten Schraubenfeder-Mittels geneigt angeordnet und können weiterhin in einer entgegengesetzten Richtung wie die Windungs-Mittel oder in derselben Richtung wie die Windungs- Mittel geneigt sein.
Insbesondere kann eine elektromagnetisch abschirmende Dichtung gemäß der vorliegenden Erfindung in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder-Mittel zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus umfassen, wobei die Schraubenfeder-Mittel eine Vielzahl einzelner entlang einer Mittelachse geneigter Windungs-Mittel und Rückwinkel-Mittel zur Definition der Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jedes Windungs-Mittels bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse und zur Bestimmung der Kraft-Durchfederungs-Charakteristika der Schraubenfeder-Mittel aufweist. Frontwinkel-Mittel können zur Definition der Anordnung eines vorlaufenden Abschnittes jedes Windungs-Mittels bezüglich der senkrechten Achse vorgesehen sein, und das Frontwinkel-Mittel ist größer als das Rückwinkel-Mittel. Die Windungs-Mittel können derart untereinander verbunden sein, daß sie eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder bilden, deren nachlaufender Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder und deren vor laufender Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der in sich geschlossenen axialelastischen Schraubenfeder angeordnet ist.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die erfindungsgemäße elektromagnetisch abschirmende Dichtung radial elastische geneigte Schraubenfeder-Mittel zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus umfassen, die eine Vielzahl einzelner Windungs-Mittel aufweisen, die entlang der Mittelachse derselben geneigt sind und Rückwinkel-Mittel zur Definition der Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jedes Windungs-Mittels bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse und Frontwinkel-Mittel zur Definition der Anordnung eines vorlaufenden Abschnittes jedes Windungs-Mittels bezüglich der senkrechten Achse umfassen. Es sind Mittel vorgesehen, die die Vielzahl der Windungs-Mittel unter einem Drehwinkel orientieren, um die Last-Durchfederungs-Charakteristika der radialelastischen geneigten Schraubenfeder-Mittel zu definieren, wobei der Drehwinkel mehr als Oº und weniger als 90º beträgt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung deutlich, in der:
Fig. 1 eine theoretische Last-Durchfederungs-Kurve ist, die die verschiedenen Parameter einer elastischen Schraubenfeder gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
Fig. 2a und b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer zu einem Kreis verschweißten im Uhrzeigersinn gewundenen Feder mit einem Rückwinkel ist, der einen nachlaufenden Abschnitt entlang des Außendurchmessers der Feder bestimmt, und mit einem Frontwinkel, der einen vorlaufenden Abschnitt entlang des Innendurchmessers der Feder gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt;
Fig. 3a und b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht einer kreisförmig im Gegenuhrzeigersinn gewundenen Feder ist, die dieselben körperlichen Abmessungen wie die in den Fig. 2a, 2b gezeigte Feder und ebenso einen Rückwinkel, der einen nachlaufenden Abschnitt entlang des Außendurchmessers der Feder, und einen Frontwinkel aufweist, der einen vorlaufenden Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der Feder bestimmt;
Fig. 4 eine Last-Durchfederungs-Kurve für die in Fig. 2 und 3 gezeigten Federn ist;
Fig. 5 Last-Durchfederungs-Kurven für verschiedene axial belastete Gegenuhrzeigersinn-Federn zeigt, deren nachlaufender Abschnitt entlang des Außendurchmessers derselben angeordnet ist, entsprechend den in Tabelle 1 aufgeführten Federabmessungen;
Fig. 6 Last-Durchfederungs-Kurven für Axialfedern mit verschiedenen Rückwinkeln zeigt;
Fig. 7a und b eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht von einer zu einem Kreis verschweißten Uhrzeigersinn-Feder gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei ein Frontwinkel auf der Außenseite der Feder und ein Rückwinkel auf der Innenseite der Feder angeordnet ist;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung ist, die allgemein eine erfindungsgemäße ringförmige axial elastische Feder umfaßt, die allgemein eine Vielzahl von Windungen aufweist, die derart untereinander verbunden sind, daß sie eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder bilden, wobei die Feder in einem Dichtring unter einer vorgewählten Drehwinkelorientierung zur Kontrolle einer Elastizitätseigenschaft der ringförmigen axialelastischen Schraubenfeder angeordnet ist, wobei ein eindringloses Stützen der Feder in dem Dichtungsring das unabhängige Arbeiten der Feder darin ermöglicht, wodurch eine vorgewählte Kraftkonzentration auf die dichtenden Abschnitte der Dichtung geschaffen wird;
Fig. 9 Last-Durchfederungs-Kurven für erfindungsgemäße Federn zeigt;
Fig. 10 eine schematische Ansicht einer axial geneigten Schraubenfeder mit einem Drehwinkel Θ ist, wobei zum Zwecke der Veranschaulichung dargestellt ist, wie der Drehwinkel Θ berechnet werden kann;
Fig. 11a, b, c, und d und e axiale Federn mit verschiedenen Drehwinkeln darstellen;
Fig. 12 mehrere Kraft-Durchfederungs-Kurven zeigt, wobei jede einer ringförmigen axial elastischen Schraubenfeder mit einer unterschiedlichen Drehwinkelorientierung entspricht;
Fig. 13 eine perspektivische Ansicht einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung ist, die eine erfindungsgemäße radial belastete Schraubenfeder-Dichtung umfaßt, die allgemein eine Vielzahl von Windungen aufweist, die derart miteinander verbunden sind, daß sie eine radial elastische geneigte Schraubenfeder bilden, wobei die Feder in einem Dichtring unter einer vorgewählten Drehwinkelorientierung zur Kontrolle der Last-Durchfederungs-Charakteristika der radial elastischen geneigten Schraubenfeder angeordnet ist, wobei ein eindringloses Stützen der Feder in der ringförmigen Dichtung das unabhängige Arbeiten der Feder darin ermöglicht, wodurch eine vorgewählte Kraftkonzentration auf die dichtenden Abschnitte der Dichtung geschaffen wird;
Fig. 14 eine Testvorrichtung zur Bestimmung der Last-Durchfederungs-Charakteristika zeigt;
Fig. 15 ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen, in einem HF-Verbindungsglied angeordneten elektromagnetisch abschirmenden Dichtung ist;
Fig. 16 ein vergrößerter Querschnitt der in Fig. 13 gezeigten Dichtung in einem unbelasteten Zustand ist;
Fig. 17 ein vergrößerter Querschnitt der in Fig. 13 gezeigten Dichtung in einem belasteten Zustand ist;
Fig. 18 ein Querschnitt einer weiteren Anwendung der elektromagnetisch abschirmenden Dichtung ist, die die Befestigung einer Karte in einem Rahmen zeigt;
Fig. 19 ein Diagramm ist, das die Wirkung der Federdurchfederung auf offene Bereiche einer geneigten Schraubenfeder zeigt;
Fig. 20a und b Seitenansichten einer Schraubenfeder sind, die die Abhängigkeit von der Größe der offenen Bereiche auf den Windungsrückwinkel zeigen;
Fig. 21a und b Ansichten einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung sind, die zwei geneigte Schraubenfedern in einem unbelasteten Zustand aufweist;
Fig. 22a und b Ansichten einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung sind, die zwei geneigte Schraubenfedern in einem belasteten Zustand aufweisen;
Fig. 23 und b
Ansichten einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung sind, die zwei Schraubenfedern aufweist, wobei die Zwischenräume mit einem Elastomer ausgefüllt sind; und
Fig. 24a und b Ansichten einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung sind, die einen mittigen Stab oder eine Röhre aufweist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG

In Fig. 1 ist zunächst eine beispielhafte Last-Durchfederungs- Kurve 10 zum Zwecke der Veranschaulichung der Charakteristika von elastischen Schraubenfedern mit geneigten Windungen dargestellt, die für elektromagnetisch abschirmende Dichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet sind.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, wird, wenn eine Last auf die Feder wirkt, die Feder in einer allgemein linearen Weise verformt, wie dies durch den Kurvenabschnitt 12 dargestellt ist, bis ein Minimumbelastungspunkt erreicht wird, der den Punkt repräsentiert, an dem, nach anfänglichem Durchfedern, die Belastung beginnt konstant zu bleiben. Es ist zu beachten, daß bei einer axial elastischen in sich geschlossenen Feder, die hiernach beschrieben wird, die Last axial ausgeübt wird und bei einer radial elastischen in sich geschlossenen Feder, wie hiernach beschrieben, die Last radial ausgeübt wird.
Zwischen dem Minimumbelastungspunkt 14 und einem Maximumbelastungspunkt 16 kann die Last-Durchfederungs-Kurve konstant sein oder einen leichten Anstieg aufweisen, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Der Bereich zwischen dem Minimumbelastungspunkt 14 und dem Maximumbelastungspunkt 16 ist als Arbeits-Durchfederungsbereich 18 bekannt. Die Feder wird normalerweise im Betrieb innerhalb dieses Bereiches belastet, wie dies durch den Punkt 20 für eine typische Feder angedeutet ist, die in Verbindung mit einer Abdichtung, einer Dichtung oder ähnlichem, sowohl zu Dichtzwecken als auch zur elektromagnetischen Abschirmung benutzt wird. Eine Belastung der Feder über den Maximumbelastungspunkt 16 hinaus führt zu einem abrupten Durchfederungsansprechen, bis ein Stoßpunkt 22 erreicht wird, an dem eine permanente Beschädigung der Feder als Folge einer überbelastung erfolgt. Ebenso in Fig. 1 ist der gesamte Durchfederungsbereich 24 angezeigt, der als Durchfederung zwischen der unbelasteten Feder und der Durchfederung am Maximumbelastungspunkt 16 definiert ist.
Fig. 2a und b zeigen eine erfindungsgemäße zu einem Kreis verschweißte Feder 30, die allgemein eine Vielzahl von in einer uhrzeigersinngemäßen Weise (siehe Pfeil 34) gewundenen Windungen 32 aufweist, die in einer im Gegenuhrzeigersinn verlaufenden Richtung entlang einer Mittelachse 36 dieser geneigt sind.
Wie deutlicher in Fig. 2b gezeigt ist, umfaßt jede Windung einen nachlaufenden Abschnitt 40 und einen vorlaufenden Abschnitt 42, wobei der nachlaufende Abschnitt einen Rückwinkel 48 aufweist, der Mittel sowohl zur Definition der Anordnung des nachlaufenden Abschnittes 40 jeder Windung 32 bezüglich einer senkrechten Achse 50 und zur Bestimmung des elastischen Arbeitsbereiches der Feder 30 vorsieht, wie hiernach genauer beschrieben wird.
Zusätzlich sieht ein Frontwinkel 54 Mittel zur Definition der Anordnung des vorlaufenden Abschnittes 42 der Windung 32 bezüglich der senkrechten Achse vor.
Die Feder 30 wird durch das Verbinden der Windungen 32 in einer Weise gebildet, daß eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder gebildet wird, wobei der nachlaufende Abschnitt 40 entlang eines Außendurchmessers 58 (siehe Fig. 2a) der Feder 30 und der vorlaufende Abschnitt 42 entlang eines Innendurchmessers 60 der Feder 30 angeordnet ist.
Wie am deutlichsten in Fig. 2b erkennbar ist, weist die Feder 30 gemäß der vorliegenden Erfindung immer einen vorlaufenden Abschnitt 40 auf, der unter einem Frontwinkel 54 steht, der größer als der Rückwinkel 48 ist, der den nachlaufenden Abschnitt 40 definiert. Das heißt, wenn die Windung in kreisförmiger Weise um die Mittelachse 36 nachgefahren wird, weist jede Umdrehung einen nachlaufenden Abschnitt und einen vorlaufenden Abschnitt auf, wobei der vorlaufende Abschnitt entlang der Mittelachse 36 mehr fortschreitet, als wenn man dem nachlaufenden Abschnitt 40 der Windung 32 folgt.
Fig. 3a und 3b zeigen eine zu einem Kreis verschweißte Feder 68 gemäß der vorliegenden Erfindung, die dieselben körperlichen Abmessungen und Drahtgrößen wie die in den Fig. 2a und 2b gezeigte Feder 30 besitzt, wobei die Feder 68 in einer gegenuhrzeigersinngemäßen Weise (siehe Pfeil 70) gewunden ist. In diesem Fall umfaßt die Feder 68 eine Vielzahl von Windungen 72, wobei jede einen nachlaufenden Abschnitt 74 und einen vorlaufenden Abschnitt 76 aufweist, die durch einen Rückwinkel 80 bzw. einen Frontwinkel 82, wie in Fig. 3b gezeigt, definiert sind.
Ähnlich zu der Feder 30 sind die Windungen 72 der Feder 68 miteinander derart verbunden, daß sie eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder 68 bilden, bei der der nachlaufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers 86 und der vorlaufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers 84 der Feder 68 angeordnet ist.
Kurve A von Fig. 4 repräsentiert das Leistungsverhalten der Feder 30 oder 68, während Feder B das Leistungsverhalten einer Feder nach dem Stand der Technik, die bezüglich der körperlichen Details identisch ist, bei der jedoch der nachlaufende Abschnitt entlang der Außenseite der Feder angeordnet ist. Obwohl die zwei Federn beinahe identische Kraft-Durchfederungs-Charakteristika in ihrem Arbeits-Durchfederungsbereich aufweisen, unterscheiden sich die Maximumbelastungspunkte um ungefähr 40 %.
Es wurde herausgefunden, daß erfindungsgemäß der Rückwinkel zwischen 1º und 35º variiert werden kann, solange der Frontwinkel 54 größer als der Rückwinkel ist und mehr als 20º und weniger als 55º beträgt. Eine Variation des Rückwinkels der Feder hat, unabhängig von dem Frontwinkel, einen bedeutsamen Einfluß auf die Elastizitätseigenschaften der Feder. Dies ist in Fig. 5 gezeigt, die eine Kraft-Durchfederungs-Kurve für Federn C und D zeigt, die in Tabelle 1 aufgeführte Federparameter aufweisen. Es sollte beachtet werden, daß die hier aufgeführten Federparameter nur dazu vorgesehen sind, um die Wirkung des Federrückwinkels und der Anordnung des nachlaufenden Abschnittes zu illustrieren. Konkrete Federparameter hängen von der gewünschten Federgröße, der Belastung und der Verwendung ab.
Die Federn C und D sind identische Federn mit denselben Drahtdurchmessern, derselben Windungshöhe am Federinnenseitendurchmesser und beinahe demselben Frontwinkel, jedoch ist der Rückwinkel und dementsprechend der Windungsabstand unterschiedlich. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, beträgt die Arbeits-Durchfederung der Feder D ungefähr 50 %, wogegen die Arbeits-Durchfederung der Feder C bei 45 % liegt. Dies ist unabhängig von dem Frontwinkel. Daher können Federn mit variierenden Elastizitätseigenschaften, wie die zur Verformung der Feder erforderliche Kraft, gestaltet werden, indem eine Feder mit demselben Drahtdurchmesser, Innendurchmesser und derselben Windungshöhe verwendet wird, als es bisher möglich war, indem nur der Frontwinkel der Feder variiert wurde. Tabelle 1 Feder Nr. Drahtdurchmesser (d) (Inch) Federinnendurchmesser (ID) (Inch) Windungshöhe (h) (Inch) Rückwinkel (Grad) Frontwinkel (Grad) Windungsabstand (Inch) Tabelle 2 Feder Nr. Drahtdurchmesser (d) (Inch) Federinnendurchmesser (ID) (Inch) Windungshöhe (h) (Inch) Rückwinkel (Grad) Frontwinkel (Grad) Windungsabstand (Inch)
Wie zuvor beschrieben, kann die erhöhte Kraft-Durchfederungs- Charakteristik im Zusammenhang mit einer Dichtung oder einem abdichtenden Material vorteilhaft verwendet werden, wobei der Federhohlraum festgelegt ist, der den Federinnendurchmesser ID und die Windungshöhe festlegt.
Wenn der Windungsabstand konstant gehalten wird, kann der Rückwinkel zusammen mit dem Frontwinkel variiert werden, um eine Feder mit maßgeschneiderten Elastizitätseigenschaften zu gestalten. Zum Beispiel ist die zur Verformung der Feder notwendige Kraft umso größer, je kleiner der Rückwinkel ist, wie in Fig. 6 für Federn E, F und G, die in Tabelle 2 definiert sind, gezeigt ist. Dies ermöglicht es, Federn mit kleinerem Draht und engem Windungsabstand herzustellen. Wenn umgekehrt der Rückwinkel zunimmt, nimmt die Arbeits-Durchfederung zu, wenn der Windungsabstand konstant gehalten wird.
Diese Eigenschaft ist wichtig und ermöglicht es, daß die erfindungsgemäße Schraubenfeder als elektromagnetisch abschirmende Dichtung entweder selbst oder in Verbindung mit leitenden Elastomeren wirksam ist, wie hiernach beschrieben wird.
Mit Bezug nun auf Fig. 7a und 7b ist eine zu einem Kreis verschweißte Uhrzeigersinn-Feder 100 gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt, die allgemein eine Vielzahl von Windungen 102 aufweist, die in einer im Uhrzeigersinn verlaufenden Richtung entlang einer Mittelachse 104 derselben geneigt sind. Wie besser in 7b zu erkennen ist, umfaßt jede Windung 102 einen nachlaufenden Abschnitt 108 und einen vorlaufenden Abschnitt 110, wobei der nachlaufende Abschnitt einen Rückwinkel 112 aufweist, der Mittel sowohl zur Definition der Orientierung des nachlaufenden Abschnittes 108 jeder Windung 102 bezüglich einer senkrechten Achse 114 als auch zur Bestimmung des elastischen Arbeitsbereiches der Feder 100 vorsieht, wie hiernach genauer beschrieben wird.
Zusätzlich sieht ein Frontwinkel 116 Mittel zur Definition der Orientierung des vorlaufenden Abschnittes 110 der Windung 102 bezüglich einer senkrechten Achse 114 vor.
Die Feder 100 wird durch Verbinden der Windungen 102 derart gebildet, daß eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder entsteht, bei der der nachlaufende Abschnitt 108 entlang eines Innendurchmessers 120 (siehe Fig. 7a) der Feder 100 und ein vorlaufender Abschnitt 110 entlang eines Außendurchmessers 122 der Feder 100 angeordnet ist.
Wie am deutlichsten aus Fig. 7b hervorgeht, weist die Feder 100 gemäß der vorliegenden Erfindung immer einen vorlaufenden Abschnitt 110 auf, der unter einem Frontwinkel 116 steht, der größer als der Rückwinkel 112 ist, der den nachlaufenden Abschnitt 108 definiert. Das heißt, wenn die Windung kreisförmig um die Mittelachse 104 nachgefahren wird, umfaßt jede Umdrehung einen nachlaufenden Abschnitt 108 und einen vorlaufenden Abschnitt 110, wobei der vorlaufende Abschnitt entlang der Mittelachse 104 mehr fortschreitet als wenn dem nachlaufenden Abschnitt 108 der Windung 102 gefolgt wird.
Es ist zu beachten, daß, während die geneigte Schraubenfeder 100 mit auf der Innenseite liegendem Rückwinkel dieselbe allgemeine Last/Durchfederungs-Charakteristik wie die zuvor beschriebene geneigte Schraubenfeder 30 mit auf der Außenseite liegenden Rückwinkel aufweist, die speziellen Last/Durchfederungs-Charakteristika beider Federn unterschiedlich sind. Zum Beispiel hat eine geneigte Schraubenfeder 30 mit auf der Außenseite liegendem Rückwinkel mit derselben Drahtgröße und Abmessung wie eine geneigte Schraubenfeder 100 mit auf der Innenseite liegendem Rückwinkel allgemein einen höheren Maximumbelastungspunkt (siehe Fig. 1) als die geneigte Schraubenfeder mit auf der Innenseite liegendem Rückwinkel.
In Fig. 8 ist nun eine Dichtung 210 zur elektromagnetischen Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt, die allgemein eine in sich geschlossene axiale Feder 212 mit einer Vielzahl von Windungen 214 in einem Dichtungsring 216 aufweist, der Mittel für ein eindringloses Stützen der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder 212 in einer vorgewählten Ausrichtung zum Kontrollieren der Elastizitätseigenschaften dieser vorsieht, wie hiernach genauer beschrieben wird.
In Fig. 9 ist eine Last-Durchfederungs-Kurve A gezeigt, die für die zuvor erörterte Feder 30 und 100 für Vergleichszwecke repräsentativ ist. Ebenso ist eine Last-Durchfederungs-Kurve B für eine erfindungsgemäße Feder mit einem Drehwinkel zum Zwecke der Veranschaulichung der Eigenschaften derselben gezeigt.
Die Last-Durchfederungs-Kurve B zeigt die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Kurve 212 in einem linearen Last-Durchfederungs-Abschnitt 236, bis ein Spitzenbelastungswert erreicht wird. Nach dem Spitzenwert 238 nimmt die Last mit der Durchfederung in dem Abschnitt 240 ab. Dies resultiert in einem sattelförmigen Durchfederungsbereich zwischen dem Spitzenwert 238 und dem Stoßpunkt 242.
Diese Art einer Last-Durchfederungs-Charakteristik kann für solche elektromagnetische Federdichtungen einen speziellen Vorteil haben, die eingerastet sind, wie in einer Rille, wobei die Spannung derselben durch die Feder verursacht wird. In diesem Fall verursachen Änderungen über die Grenzen des Arbeitsbereiches an den Punkten 246, 248 hinaus ein abruptes Anwachsen der Last, während die Feder eine relativ konstante Last über einen gegebenen Arbeits-Durchfederungsbereich 244 erzeugt. Dies bewirkt, daß die Federdichtung sich in einer Rille oder ähnlichem selbst zentriert.
Fig. 10 zeigt ein Schema eines Querschnittes einer geneigten Schraubenfeder gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem Drehwinkel Θ, einer gemessenen Windungsweite CW, einer gemessenen Windungshöhe CH und einer gemessenen Federhöhe H der Feder 212, wie sie in den Fig. 11a, b, c und d dargestellt ist. Der Drehwinkel kann im Uhrzeigersinn (durchgezogene Linie) oder im Gegenuhrzeigersinn (gestrichelte Linien) orientiert sein.
Wie in Fig. 11c dargestellt ist, kann eine axial flache Feder 212 entgegen dem Uhrzeigersinn zum Beispiel um 300 gedreht, wie in Fig. 11b dargestellt, oder im Uhrzeigersinn um einen Drehwinkel von 30º bzw. 60º gedreht sein, wie zum Beispiel in den Fig. 11d und 11e dargestellt ist. Es sei angemerkt, daß, auch wenn die gezeigten Federn eine kreisförmige Gestalt aufweisen, andere Formen wie elliptische oder rechtwinklige möglich sind, die von der Ausbildung der aneinanderliegenden Teile, zwischen die die Feder 12 und/oder die Dichtung 16 gelegt werden soll, abhängig sind.
Wie in den Figuren gezeigt, ist der Drehwinkel Θ als ein Winkel definiert, der von einer generell kreisförmigen Feder gebildet wird, die einen Konus oder einen inversen Konus bildet, der abhängig von der Position der Feder ist, und wobei der Winkel Θ von der Horizontalen zum Schnittpunkt mit der Mittelachse durch jeden Konus oder inversen Konus gemessen wird. Durch Verändern des Drehwinkels Θ können unterschiedliche Lasten erreicht werden, wobei der Grad der Belastung vom Drehwinkel Θ abhängt. Das heißt, je größer der Drehwinkel Θ ist, umso größer ist die Kraftentwicklung, wie dies im folgenden noch gezeigt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kraftentwicklung bei Belastung unabhängig davon ist, ob die Feder eine Konusform wie in Fig. 11b oder eine inverse Konusform aufweist, wie in Fig. 11d gezeigt. Das heißt, die Federn in 11b und 11d zeigen ein identisches Verhalten.
Kurven A, B, C und D in Fig. 12 zeigen die Kraft-Durchfederungs- Charakteristika einer Reihe von Federn mit einem von 0º bis 90º variierenden Θ, wobei eine genaue Bescheibung dieser Federn in Tabelle 3 aufgeführt ist. Jede der Federn A, B, D, D sind in allen Beziehungen identisch mit Ausnahme des Drehwinkels Θ.
Die Kurve A in Fig. 12 repräsentiert eine Feder 212 mit einem Drehwinkel null und ist repräsentativ für die Federn 30 oder 100. Die Kurve B repräsentiert die Feder 212 mit einem Drehwinkel von 15º und zeigt deutlich einen Schwellwertanstieg 268, der für Federn gemäß der Erfindung charakteristisch ist. Dieser graduelle Anstieg entwickelt sich weiter in die Spitzenlastwert- Charakteristiken, die deutlicher aus den Kurven C, D und E entsprechend den Federn C, D und E der Tabelle 3 hervorgehen. Tabelle 3 Federhöhe (CH) Windungsweite (CW) Gedrehte Höhe (H) Drahtdurchmesser (WD) Windungsabstand Windungszahl Inch Feder Drehwinkel (Grad) Spitzenlastwert (lbs.) Zunahme über Grundlast (%) Tabelle 3 (Fortsetzung) Feder Windungshöhe (Inch) Windungsweite (Inch) Gedrehte Höhe (Inch) Drahtdurchmesser (Inch) Drehwinkel (Grad) Windung Feder (Inch) Nachlaufender Abschnitt Außendurchmesser Innendurchmesser
Wie in Fig. 12 dargestellt ist, nimmt die Last, wenn der Drehwinkel Θ zunimmt, bis zu einem Maximum um 90º herum zu. Beachtlicherweise nimmt die Kraft, nachdem die Spitzenlast erreicht ist, wie bei 270, 272, 274 jeweils dargestellt ist, rasch auf ungefähr die Kräfte, die von den Federn A und B gezeigt werden, ab. So haben diese Federn Arbeitsbereiche 276, 278 und 280, die ungefähr die gleichen sind wie bei der nicht gedrehten Feder A. Jedoch sind diese Arbeitsbereiche, wie in Fig. 12 zu sehen ist, von steilen Last-Durchfederungs-Charakteristika begrenzt. Die erf indungsgemäßen Federn haben Vorteile bei einer Vielzahl von Anwendungen, wie zuvor beschrieben. Wie zuvor erwähnt wurde, könnten sie, obwohl die dargestellten Federn allgemein eine kreisförmige Gestalt aufweisen, in anderen Anwendungen mit unregelmäßigen Gestaltungen verwendet werden. Das heißt, die Feder wird sich leicht in andere als runde Gestaltungen einpassen.
Wie in Tabelle 3 dargestellt ist, ist die Spitzenlast wesentlich größer als die Grundlast und erreicht tatsächlich 1725 %, wenn der Drehwinkel 90º beträgt. Daher kann durch Verwendung eines Drehwinkels eine höhere Last geschaffen werden. Folglich kann, wie zuvor erwähnt, ein kleinerer Draht verwendet werden, der es ermöglicht, mehr Windungen pro Inch zu verwenden und so die innere Spannung abzubauen, die in der Dichtung unter Belastung auftritt, wodurch die Abschirmeffektivität der Dichtung 210 zunimmt.
Ebenso können, wie zuvor herausgestellt worden ist, die erfindungsgemäßen Federn, die die Kraft-Durchfederungs-Kurven zeigen, wie sie durch die Kurven C, D und E der Fig. 12 dargestellt sind, in selbst-rastenden und selbst-zentrierenden Anwendungen benutzt werden, was bisher nicht möglich war mit Federn, die Kraft-Durchfederungs-Kurven zeigen, wie sie durch die Kurve A in Fig. 9 dargestellt sind.
Mit Bezug auf Fig. 13 ist dort eine elektromagnetisch abschirmende Dichtung 310 dargestellt, die eine erfindungsgemäße radial elastische Schraubenfeder 312 umfaßt, die im allgemeinen eine radial elastische Feder 312 mit einer Vielzahl von Windungen 314 in einem Dichtungsring 316 aufweist, die Mittel für ein eindringloses Stützen der in sich geschlossenen radial elastischen Schraubenfeder 312 in einer vorgewählten Ausrichtung zum Kontrollieren der Elastizitätseigenschaften dieser vorsieht, wie hiernach genauer beschrieben wird.
Die Last-Durchfederungs-Kurve für die Kurve 312 ist in Fig. 1 dargestellt.
Die Last-Durchfederungs-Charakteristika können durch eine Testvorrichtung 330 bestimmt werden, wie in Fig. 14 dargestellt ist. Eine radial elastische Feder 332 wird innerhalb eines Gehäuses 334 durch eine Befestigung 336 gehalten, wodurch die Feder 332 in einem Hohlraum 338 eingeschlossen ist. Ein umfängliches Abstandsstück 340 wird dazu verwendet, den Außendurchmesser der Feder 332 zu belasten, und die für das Durchstecken eines Steckers 342 durch den Innendurchmesser der Feder 332 erforderliche Kraft wird gemessen.
Eine radial elastische Feder 312 kann im Gegenuhrzeigersinn, wie in den Fig. 11a, 11b, 11c, 11d und 11e dargestellt ist, zum Beispiel um 30º, wie in Fig. 11b dargestellt ist, oder im Uhrzeigersinn gedreht sein, wie dies zum Beispiel in den Fig. 11d und 11e mit Drehwinkeln von 30º bzw. 60º dargestellt ist. Es sei angemerkt, daß, auch wenn die gezeigten Federn eine kreisförmige Gestalt aufweisen, andere Formen wie elliptische oder rechtwinklige möglich sind, abhängig von der Ausbildung der aneinanderliegenden Teile, zwischen die die Feder 312 und/oder Dichtung 316 gelegt werden soll.
Wie in den Figuren dargestellt, ist der Drehwinkel Θ als ein Winkel definiert, der von einer generell kreisförmigen Feder gebildet wird, die einen Konus oder einen inversen Konus bildet, der abhängig von der Position der Feder ist, und wobei der Winkel Θ von der Horizontalen zum Schnittpunkt mit der Mittellinie durch jeden Konus oder inversen Konus gemessen wird. Durch Verändern des Drehwinkels e können unterschiedliche Lasten erzielt werden, wobei der Grad der Belastung vom Drehwinkel Θ abhängt. Das heißt, je größer der Drehwinkel Θ ist, umso größer ist die Kraftentwicklung, wie dies im folgenden noch gezeigt wird. Es sei darauf hingewiesen, daß die Kraftentwicklung bei Belastung unabhängig davon ist, ob die Feder eine Konusform wie in Fig. 11b oder eine inverse Konusform wie in Fig. 11d gezeigt, aufweist. Das heißt, die Federn in 11b und 11d zeigen identisches Verhalten.
Die Feder 312 kann ebenso einen durch einen Rückwinkel definierten nachlaufenden Abschnitt und einen durch einen Frontwinkel definierten vorlaufenden Abschnitt aufweisen, wie dies zuvor beschrieben wurde.
Wenn die Feder 312 radial belastet wird, ist die Last größer, wenn der Drehwinkel 90º beträgt als wenn der Drehwinkel 0º beträgt, wobei die Belastung von 0º bis 90º zunehmend steigt. Zusätzlich entwickelt eine Feder 312 mit einem Rückwinkel oder einem entlang des Innendurchmessers ID der Feder nachlaufendem Abschnitt 50 eine wesentlich höhere Kraft als eine Feder mit einem Rückwinkel oder einem entlang dem Außendurchmesser O.D. der Feder angeordnetem nachlaufendem Abschnitt, wobei beide Federn den gleichen Drehwinkel besitzen.
Dies ermöglicht eine bessere Anpassungsfähigkit. Das heißt, ein breiterer Bereich der Drahtgröße und des Windungsabstandes kann herangezogen werden, wobei gleichzeitig die gleiche oder eine größere Kraft als Ansprechen auf die Durchfederung ausgeübt werden kann. Dies hat einen bedeutenden Vorteil, wenn die Feder, wie zuvor beschrieben, in einer elektromagnetisch abschirmenden Dichtung verwendet wird.
Zusammen mit der vorangegangenen Beschreibung verschiedener geneigter Schraubenfedern, die für die Verwendung als elektromagnetisch abschirmende Dichtungen geeignet sind, wird die Aufmerksamkeit des Lesers nun auf Fig. 15 gelenkt, die eine typische Anwendung einer Dichtungsabschirmfeder 400 in einem Koaxialstecker 410 zeigt. Allgemein ist der Verbindungsstecker 410 mit Schrauben 412 an einer Stirnwand 414 befestigt, wobei die Feder 400 zwischen einem Steckergehäuse 416 und der Stirnwand 414 zusammengedrückt wird. Der Stecker umfaßt einen Steckerstift 420 für die Übertragung elektromagnetischer Energie. Eine zeitweise Verbindung zwischen dem Stecker 410 und einem Koaxialkabel 424 wird durch eine herkömmliche Schraubenverbindung 426 mit einem Gewinde 428 hergestellt, das auf dem Stecker 410 angeordnet ist.
Fig. 16 und 17 sind vergrößerte Ansichten des Gehäuses 416, das eine Rille 430 darin zum Aufnehmen der Feder 400 aufweist. Wie in Fig. 16 dargestellt ist, hat die Rille 430 eine Tiefe d, die kleiner als die Höhe der Feder 400 ist, wodurch die Kompression der Feder 400 zwischen dem Gehäuse 416 und der Stirnwand 414 ermöglicht wird (Fig. 17). Die Größe und die Ausbildung der Feder 400 ist in Übereinstimmung mit den zuvor angeführten Prinzipien ausgeführt, um eine nahezu konstante Last-über- Durchfederung-Kurve für die Feder 400 zu erzielen. So schafft die Feder 400 eine konstante axiale Kraft zwischen dem Gehäuse und der Stirnwand 414 trotz beliebiger Veränderungen in der Stärke des Zusammendrückens der Feder aufgrund von Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Rille 430 und der Stirnwand 414. Es ist bedeutsam, daß eine solche Kraft trotz zyklischer Wärmeveränderungen des Verbindungsgliedes erhalten bleibt, die ansonsten elastomere Dichtungen (nicht gezeigt) aus dem Stand der Technik, die in einer ähnlichen Anordnung verwendet werden, verformen oder bei diesen ein dauerhaftes Setzen hervorrufen.
Als Folge erhält die Feder 400, die aus irgendeinem geeigneten leitenden Material ausgebildet ist, einen elektrischen Durchgang innerhalb der Rille 430 und der Stirnwand 414 aufrecht, indem sie den Leiter 420 umgibt und dadurch die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen an dieser vorbei unterbindet.
In Fig. 18 ist eine weitere Anwendung einer in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildeten Dichtung 450 gemäß den zuvor diskutierten Prinzipien dargestellt. In diesem Fall kann eine Feder 450 von allgemein kreisförmiger Gestalt sein oder eine andere Ausbildung wie eine rechtwinklige aufweisen, und diese ist in einer an einen Rahmen 454 angesetzten Leiste 452 derart aufgenommen, daß die Feder 450 eine Gleitkarte 456 trägt, die elektromagnetisch abgeschirmt und an den Rahmen 454 geerdet und eingerastet werden muß.
Wie zuvor erörtert, können offene Bereiche in einer elektromagnetischen Abschirmung eine Quelle für Streuverluste bilden. Unter Berücksichtigung dessen werden Windungen und Federn gewählt, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet sind, damit offene Bereiche zwischen den Windungen beim Durchfedern innerhalb des Rahmens liegen, der bei einer speziellen Anwendung erlaubt ist. Es ist zu beachten, daß dieser Abstand selbstverständlich von der Wellenlänge der abzuschirmenden elektromagnetischen Energie abhängt. Unter Berücksichtigung desselben zeigt Fig. 19 eine Veränderung der offenen Bereiche zwischen den Windungen bei einer Änderung der Durchfederung einer Abschirmdichtungsfeder 460. Typische Abmessungen sind in der Figur für die Feder 460 angegeben, die einen Rückwinkel B von 17º, einen Drahtdurchmesser von 0,089 mm (0,0035 Inch), eine Federhöhe von 0,635 mm (0,025 Inch) und eine Federweite von 0,737 mm (0,029 Inch) aufweist. Fig. 19 zeigt, daß bei 0 % Durchfederung D der offene Bereich 0,089 mm (0,0035 Inch) beträgt, während bei einer Durchfederung von 24 % der offene Bereich 0,175 mm (0,0062 Inch) und bei einer Durchfederung von 37 1/2 % 0,226 mm (0,0089 Inch) beträgt.
Es ist ebenso zu beachten, daß der Rückwinkel der Feder einen Einfluß auf den offenen Bereich der Feder hat. Dies ist in den Fig. 20a und b veranschaulicht, in der eine Feder mit einer Höhe von 4,114 mm (0,162 Inch) und einem Drahtdurchmesser von 0,559 mm (0,022 Inch) einen offenen Bereich A&sub1; von 0,0402 mm² (0,0000623 Inch²) bei einem Rückwinkel von 16,50 und einen offenen Bereich A&sub2; von 0,0577 mm² (0,0000893 Inch²) bei einem Rückwinkel von 30º aufweist.
In Fällen, in denen eine zusätzliche elektromagnetische Abschirmung erwünscht ist, kann eine Dichtung 500 zur elektromagnetischen Abschirmung wie in den Fig. 21a und b gezeigt, eine äußere Schraubenfeder 502 mit einer darin angeordneten inneren Schraubenfeder 504 umfassen, wobei beide Schraubenf edern 502 und 504 als axial elastische oder radial elastische Federn ausgebildet sein können, wie zuvor erörtert, und wobei ihre Windungen in einer selben Richtung entlang einer Mittelachse 506 oder in entgegengesetzten Richtungen (siehe Fig. 22a und b) geneigt sind. Fig. 22a und 22b zeigen die Dichtung 500, die so belastet sein kann, daß die äußere Feder 502 in eine Position zusammengedrückt wird, wo sie die innere Windung 504 berührt.
Alternative Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind in den Fig. 23a und b und 24a und b gezeigt, in denen die elektromagnetische Abschirmung 510 eine oder mehrere Schraubenfedern 512, 514 umfaßt, die mit einem leitenden Elastomer ausgefüllt sind, um die Leitfähigkeit der Dichtung 510 weiter zu erhöhen. Die in den Fig. 24a, 24b dargestellte Dichtung 520 umfaßt eine Schraubenfeder 522, wie zuvor beschrieben, mit einem mittigen Stab oder einer Röhre 524 darin. Der Stab oder die Röhre 524 können leitend für eine elektromagnetische Abschirmung und ebenso mit einer genügenden Stärke fest ausgebildet sein, um als Anschlag für die Feder 522 zu dienen, um eine dauerhafte Beschädigung dieser zu vermeiden.
Auch wenn zuvor eine spezielle Dichtung zur elektromagnetischen Abschirmung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben wurde, um die Art, wie die Erfindung vorteilhaft benutzt werden kann, zu zeigen, soll hervorgehobn werden, daß die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Entsprechend sollen jede und alle Modifikationen, Abwandlungen oder gleichwertige Anordnungen, die sich dem Durchschnittsfachmann erschließen, als innerhalb des Schutzbereichs der Erfindung betrachtet werden, der in den nachfolgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

1. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung, gekennzeichnet durch eine elastische Schraubenfeder (30, 68, 100, 212, 312, 332, 400, 450, 460, 502, 504, 512, 514, 522) zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei die Schraubenfeder eine Vielzahl von eng beabstandeten einzelnen Windungen (32, 72, 102, 214, 314) aufweist, die dafür sorgen, daß die Schraubenfeder die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unterbindet, und zwar unabhängig von der Kompression der Schraubenfeder innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen Windungen, wobei die einzelnen Windungen untereinander verbunden sind und dadurch die Schraubenfeder bilden, und wobei die Windungen bezüglich einer durch die Mittelpunkte der einzelnen Windungen gehenden Mittelachse (36, 104, 506) geneigt sind.

2. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Enden der einzelnen Windungen (32, 72, 102, 214, 314) aneinandergefügt sind, um eine endlose Schraubenfeder (30, 68, 100, 212, 312, 332, 400, 450, 460, 502, 504, 512, 514, 522) zu bilden.

3. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 1 oder 2, ferner gekennzeichnet durch eine innere Schraubenfeder (504, 514), die innerhalb einer äußeren Schraubenfeder (30, 68, 100, 212, 312, 332, 400, 450, 460, 502, 512, 522) von dieser getrennt angeordnet ist, um die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus zu unterbinden.

4. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schraubenfeder (504, 514) eine Vielzahl von einzelnen inneren Windungen aufweist, die dafür sorgen, daß die innere Schraubenfeder (504, 514) die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unterbindet, und zwar unabhängig von der Kompression der inneren Schraubenfeder innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen inneren Windungen, wobei die einzelnen inneren Windungen untereinander verbunden und bezüglich der Mittelachse (506) der geneigten Schraubenfeder (30, 68, 100, 212, 312, 332, 400, 450, 460, 502, 504, 512, 514, 522) geneigt sind.

5. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Windungen (502) und die inneren Windungen (504) bezüglich der Mittelachse (506) in derselben Richtung geneigt sind.

6. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Windungen (512) und die inneren Windungen (514) bezüglich der Mittelachse in entgegengesetzten Richtungen geneigt sind.

7. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede der einzelnen Windungen (32, 72, 102) einen nachlaufenden Abschnitt (40, 74, 108) und einen vorlaufenden Abschnitt (42, 76, 110) aufweist, wobei der vorlaufende Abschnitt entlang der Mittelachse mehr fortschreitet als der nachlaufende Abschnitt, wobei der nachlaufende Abschnitt (40, 74, 108) unter einem Rückwinkel (48, 80, 112) bezüglich einer zu der Mittelachse (36) senkrecht verlaufenden Achse (50) steht, und wobei der vorlaufende Abschnitt (42, 76, 110) unter einem Frontwinkel (54, 82, 116) bezüglich der Achse (50) steht, wobei der Frontwinkel (54, 82, 116) größer als der Rückwinkel (48, 80, 112) ist.

8. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen (32, 72, 102) aneinanderliegen.

9. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel (48, 80, 112) so gewählt ist, daß die Schraubenfeder (30, 68, 100) als Ansprechen auf die Durchfederung der einzelnen Windungen (32, 72, 102) eine Kraft ausübt und daß die Kraft über den Durchfederungsbereich der einzelnen Windungen (32, 72, 102) etwa konstant ist.

10. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel (48, 80, 112) weniger als etwa 25º beträgt.

11. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 2 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen (32, 72, 102, 212) derart angeordnet sind, daß sie eine axial elastische elektromagnetisch abschirmende Dichtung bilden.

12. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt (40, 74) jeder einzelnen Windung (32, 72) entlang eines Außendurchmessers (58, 86) der axial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung angeordnet ist, und daß der vorlaufende Abschnitt (42, 76) jeder einzelnen Windung (32, 72) entlang eines Innendurchmessers (60, 84) der axial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung angeordnet ist.

13. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt (108) jeder einzelnen Windung (102) entlang eines Innendurchmessers (113) der axial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung angeordnet ist, und daß der vorlaufende Abschnitt (110) jeder einzelnen Windung (102) entlang eines Außendurchmessers (122) der axial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung angeordnet ist.

14. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 11 - 13, ferner gekennzeichnet durch Mittel, die die einzelnen Windungen (32, 72, 102, 214) in einem Drehwinkel ausrichten, um die Last-Durchfederungs-Charakteristika der axial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung zu definieren, wobei der Drehwinkel mehr als 0º und weniger als 90º beträgt.

15. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 2 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Windungen (32, 72, 102, 312) derart angeordnet sind, daß sie eine radial elastische elektromagnetisch abschirmende Dichtung bilden.

16. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 15, ferner gekennzeichnet durch Mittel, die die einzelnen Windungen (32, 72, 102, 312) in einem Drehwinkel ausrichten, um die Last-Durchfederungs-Charakteristika der radial elastischen elektromagnetisch abschirmenden Dichtung zu definieren, wobei der Drehwinkel mehr als 0º und weniger als 90º beträgt.

17. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 7 - 16, dadurch gekennzeichnet, daß Rückwinkel (48, 80, 112) und Frontwinkel (54, 82, 116) so gewählt sind, daß die geneigte Schraubenfeder in der Lage ist, über den Durchfederungsbereich eine konstante Kraft auszuüben.

18. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 1 - 17, gekennzeichnet durch

eine Vielzahl von einzelnen äußeren Windungen, die dafür sorgen, daß die äußere Schraubenfeder die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unabhängig von der Kompression der Schraubenfeder innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen äußeren Windungen unterbindet, wobei die einzelnen äußeren Windungen untereinander verbunden sind und bezüglich einer Mittelachse (506) der Schraubenfeder geneigt sind, wobei jede der einzelnen äußeren Windungen einen rückwärtigen Abschnitt aufweist, der unter einem Rückwinkel der äußeren Windungen bezüglich der Mittelachse steht, und einen vorderen Abschnitt aufweist, der unter einem Frontwinkel der äußeren Windungen bezüglich der Mittelachse steht, wobei der Frontwinkel der äußeren Windungen größer als der Rückwinkel der äußeren Windungen ist; und

durch eine Vielzahl von einzelnen inneren Windungen, die innerhalb der einzelnen äußeren Windungen angeordnet sind und dafür sorgen, daß die innere Schraubenfeder die Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus unabhängig von der Kompression der Schraubenfeder innerhalb eines Durchfederungsbereiches der einzelnen inneren Windungen unterbindet, wobei die einzelnen inneren Windungen untereinander verbunden sind und bezüglich der Mittelachse (506) der Schraubenfeder geneigt sind, wobei jede der inneren Windungen einen rückwärtigen Abschnitt, der unter einem Rückwinkel der inneren Windungen bezüglich der Mittelachse steht, und einen vorderen Abschnitt aufweist, der unter einem Frontwinkel der inneren Windungen bezüglich der Mittelachse steht, wobei der Frontwinkel der inneren Windungen größer als der Rückwinkel der inneren Windungen ist.

19. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und die äußeren Windungen in derselben Richtung bezüglich der Mittelachse (506) geneigt sind.

20. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren und die äußeren Windungen in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Mittelachse geneigt sind.

21. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 18 - 20, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Enden der äußeren Windungen miteinander verbunden und zwei Enden der inneren Windungen miteinander verbunden sind, um eine endlose Schraubenfederanordnung zu bilden, die endlose innere Windungen aufweist, die innerhalb endloser äußerer Windungen angeordnet sind.

22. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 18 - 21, dadurch gekennzeichnet, daß Zwischenräume zwischen den inneren und den äußeren Windungen mit einem leitfähigen Elastomeren ausgefüllt sind.

23. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 7 - 22, gekennzeichnet

durch eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder (30, 68, 100, 212) zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei die Schraubenfeder eine Vielzahl einzelner Windungen (32, 72, 102, 214) umfaßt, die folgendes aufweisen, namlich

einen Rückwinkel, der sowohl die Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse (36) bestimmt, als auch die Kraft-Durchfederungs-Charakteristika der Schraubenfeder definiert;

einen Frontwinkel, der die Anordnung eines vorlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich der senkrechten Achse bestimmt, wobei der Frontwinkel größer als der Rückwinkel ist;

wobei die Windungen derart untereinander verbunden sind, daß sie eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder bilden, bei der sich der nachlaufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder und der vorlaufende Abschnitt sich entlang eines Innendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder befindet.

24 - Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel mehr als etwa 1º und weniger als etwa 40º und der Frontwinkel mehr als etwa 15º und weniger als etwa 55º beträgt.

25. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel eine Arbeits-Durchfederung definiert, bei der die in sich geschlossene axial elastische elektromagnetisch abschirmende Federdichtung eine etwa konstante Kraft in einer axialen Richtung als Ansprechen auf eine Durchfederung der Federdichtung in der axialen Richtung ausübt, wobei die Arbeits- Durchfederung zwischen etwa 5 % und etwa 50 % der Durchfederung der Federdichtung liegt.

26. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 7 - 22, gekennzeichnet durch

eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder (30, 68, 100, 212) zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei die Schraubenfeder eine Vielzahl einzelner Windungen umfaßt, die folgendes aufweisen, nämlich

einen Rückwinkel, der sowohl die Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse (36) bestimmt, als auch den elastischen Arbeitsbereich der Schraubenfeder definiert;

wobei die Windungen derart untereinander verbunden sind, daß sie eine in sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder bilden, bei der sich der nachlaufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder und der vorlaufende Abschnitt sich entlang eines Außendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder befindet.

27. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Frontwinkel weniger als 35º beträgt.

28. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der Windungen im Uhrzeigersinn geneigt sind.

29. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 26 - 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel mehr als 1º und weniger als 35º beträgt.

30. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 26 - 29, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel eine Arbeits-Durchfederung definiert, bei der die Federdichtung eine etwa konstante Kraft in einer axialen Richtung als Ansprechen auf eine Durchfederung der Federdichtung in der axialen Richtung ausübt, wobei die Arbeits- Durchfederung zwischen etwa 5% und etwa 50 % der Durchfederung der Federdichtung liegt.

31. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 26 - 30, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückwinkel weniger als ungefähr 11º beträgt.

32. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 7 - 17, gekennzeichnet durch

eine ringförmige axial elastische Schraubenfeder (30, 68, 100, 212) zum Unterbinden der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei die Schraubenfeder eine Vielzahl einzelner Windungen umfaßt, die folgendes aufweisen, nämlich

einen Rückwinkel, der sowohl die Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse (36) bestimmt, als auch die Last-Durchfederungs-Charakteristika der Schraubenfeder definiert;

wobei die Windungen untereinander derart verbunden sind, daß sie eine sich geschlossene axial elastische Schraubenfeder bilden; und

mit einer ringförmigen Dichtung zum eindringlosen Stützen der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder in einer vorbestimmten Ausrichtung, um deren Elastizitätseigenschaften zu kontrollieren.

33. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmige Dichtung Mittel umfaßt, die einen Hohlraum zum Stützen und Ausrichten der Schraubenfeder mit einem Drehwinkel größer als 0º und weniger als 90º definieren.

34. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel so gewählt ist, daß eine Last-Durchfederungs-Charakteristik mit einer Sattelform geschaffen wird.

35. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel mehr als etwa 15º beträgt.

36. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehwinkel mehr als etwa 60º beträgt.

37. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 32 - 36, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder angeordnet ist, und daß der vorlaufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder angeordnet ist.

38. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 32 - 36, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder angeordnet ist und daß der vor laufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der in sich geschlossenen axial elastischen Schraubenfeder angeordnet ist.

39. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach einem der Ansprüche 7 - 22, gekennzeichnet durch

eine radial elastische geneigte Schraubenfeder (30, 68, 100, 312) zum Unterbrechen der Fortpflanzung elektromagnetischer Wellen über diese hinaus, wobei die Schraubenfeder eine Vielzahl von einzelnen Windungen umfaßt, die folgendes aufweisen, nämlich

einen Rückwinkel, der die Anordnung eines nachlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich einer Achse senkrecht zur Mittelachse (36) bestimmt;

einen Frontwinkel, der die Anordnung eines vorlaufenden Abschnittes jeder Windung bezüglich der senkrechten Achse bestimmt, wobei der Frontwinkel größer als der Rückwinkel ist; und

durch Mittel, die die Vielzahl von Windungen in einem Drehwinkel ausrichten, um die Last-Durchfederungs-Charakteristika der radial elastischen geneigten Schraubenfeder zu definieren, wobei der Drehwinkel mehr als 0º und weniger als 90º beträgt.

40. Elektromagnetisch abschirmende Dichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der radial belasteten geneigten Schraubenfeder und der vor laufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der radial elastischen geneigten Schraubenfeder angeordnet ist.

41. Radial elastische geneigte Schraubenf eder nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß der nachlaufende Abschnitt entlang eines Innendurchmessers der radial belasteten geneigten Schraubenfeder und der vorlaufende Abschnitt entlang eines Außendurchmessers der radial elastischen geneigten Schraubenfeder angeordnet ist.