-
Verfahren und Vorrichtung zum nachträglichen Justieren eines in einem
abgeschlossenen Gehäuse angeordneten Ankers Bei magnetisch betätigbaren Ankern,
die in einem abgeschlossenen Gehäuse angeordnet sind, bereitet die nachträgliche
Justierung des Ankers insoweit Schwierigkeiten, als dieser von außen nicht mehr
zugänglich ist und deshalb die üblichen, beispielsweise aus der Relaisfertigung
bekannten Justiermethoden nicht anwendbar sind. Vielfach ist das abgeschlossene
Gehäuse sogar evakuiert oder mit Schutzgas gefüllt, so daß zur Aufrechterhaltung
der Dichtigkeit auch jedwede Art von Durchbruch im Gehäuse vermieden werden muß,
über welche etwa ein in das Gehäuseinnere eingreifendes Stellglied den Anker beeinflussen
könnte.
-
Bei bekannten Einrichtungen der eingangs erwähnten Art sind somit
aus den vorgenannten Gründen enge Toleranzen in den Abmessungen der Einzelteile
sowie ein hohes Maß an Genauigkeit beim Zusammenbau erforderlich, damit der Anker
hinsichtlich seines Arbeitsluftspaltes und der Größe der Ankerrückstellkraft richtig
justiert ist, was außer für eine Betätigung von gegebenenfalls im Gehäuseinneren
vorhandenen Kontakten insbesondere im Zusammenhang mit den für die Ankerbetätigung
gestellten Ansprechbedingungen von Wichtigkeit ist.
-
Die soeben erwähnten hohen Anforderungen hinsichtlich Maßhaltigkeit
und Sorgfalt beim Zusammenbau der Teile beeinflussen selbstverständlich die Herstellungskosten
des Gerätes äußerst nachteilig. Über eine wünschenswerte Reduzierung dieser Kosten
hinaus wird weiterhin angestrebt, eine exakt wirksame nachträgliche Justiermöglichkeit
für den Anker zu schaffen, um so den bei bekannten Einrichtungen anfallenden Ausschuß
an fehlerhaften Geräten, die den gestellten Bedingungen nicht entsprechen, herabzusetzen.
-
Die Erfindung zeigt einen Verfahrensweg, wie der Anker bei vereinfachter
Fertigung und Montage der Einzelteile des Gehäuses zuverlässig und mit einfachen
Mitteln nachträglich justiert werden kann. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht,
daß ein mit dem abgeschlossenen Gehäuse zur Anlage kommendes Ankerteil in seiner
Lage innerhalb des Gehäuses durch teilweise Verformung des Gehäuses justiert wird.
-
Hierdurch werden etwaige maßliche Toleranzen der Einzelteile und Montageungenauigkeiten
bedeutungslos. So kann zweckdienlich beispielsweise von einer die größtmögliche
Toleranz voraussetzenden Ruhestellung des Ankers im fertig zusammengebauten Gehäuse
ausgegangen werden und die Justierung des Ankers durch die Verformung des Gehäuses
nachträglich herbeigeführt werden. Über den sich hieraus ergebenden Vorteil einer
Vereinfachung in der Fertigung und Montage hinaus beinhaltet das Verfahren den Vorteil,
daß kein mit Dichtungsproblemen behafteter Eingriff in das abgeschlossene Gehäuse
notwendig ist.
-
Zur Justierung des Ankers kann das mit dem abgeschlossenen Gehäuse
zur Anlage kommende Ankerteil durch die Verformung des Gehäuses in seiner Lage derart
verändert werden, daß hierdurch im wesentlichen entweder der Arbeitsluftspalt oder
die Ankerrückstellkraft beeinflußt wird. Selbstverständlich können auch beide Faktoren
zusammen verändert werden. Erreicht wird dies durch Ansetzen der Verformung an einer
entsprechenden Stelle des abgeschlossenen Gehäuses, wobei auch die gemäß einer Fortbildung
der Erfindung bedarfsweise sowohl in Richtung zum Anker hin als auch entgegengesetzt
vorgesehene Verformungsrichtung sowie die räumliche Gestaltung des verformten Gehäuseteiles
eine Rolle spielen.
-
Als das mit dem Gehäuse zur Anlage kommende Ankerteil kann sowohl
ein Teil eines einstückig als federnde Lamelle ausgebildeten Ankers als auch eines
aus einem starren Teil und einer Ankerrückstellfeder bestehenden Ankers verwendet
werden. Im letzteren Ausführungsbeispiel können also entweder der starre Teil oder
die Ankerrückstellfeder oder auch beide Teile an der zu verformenden Gehäusestelle
anliegen. Als Werkstoff, zumindest für das zu verformende Gehäuseteil, eignet sich
vorteilhaft Metall, jedoch können auch andere verformbare Materialien, beispielsweise
Kunststoff, verwendet werden.
-
Die Verformung des abgeschlossenen Gehäuses selbst kann auf verschiedene
Art vorgenommen werden.
So kann beispielsweise das Gehäuse mittels
einer über einen größeren Bereich seiner Fläche sich erstreckenden Durchbiegung
bleibend verformt werden. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann in das Gehäuse
eine örtlich begrenzte, vorzugsweise halbkugel- oder kegelförmig in das Gehäuseinnere
sich erstreckende Verformung eingeprägt werden.
-
Als zweckmäßig zur Durchführung der beiden zuletzt genannten Verformungsarten
eignet sich eine Vorrichtung, die eine das abgeschlossene Gehäuse aufnehmende Gegenlage
sowie einen beweglichen Stempel aufweist, unter dessen Einwirkung die teilweise
Verformung des Gehäuses herbeigeführt wird.
-
Nach einem anderen Erfindungsgedanken kann eine Verformung auch über
ein dem Gehäuse fest zugeordnetes Stellglied vorgenommen werden. Zweckdienlich wird
hierbei das Stellglied in einem mit dem Gehäuse fest verbundenen Träger, beispielsweise
in einem über die zu verformende Gehäusestelle verlaufenden Bügel, verstellbar angeordnet.
Das Stellglied selbst kann wahlweise entweder nur an dem zu verformenden Gehäuseteil
anliegen oder auch mit diesem gelenkig verbunden sein, so daß in dem zuletzt genannten
Ausführungsbeispiel die Verformung in einer bereits erwähnten Weise sowohl in Richtung
zum Anker hin als auch in entgegengesetzter Richtung durchführbar ist. Der besondere
Vorteil bei dem vorgenannten Verfahrensbeispiel unter Benutzung eines verstellbaren
Stellgliedes ist darin zu sehen, daß der Anker auch ohne Zuhilfenahme einer erwähnten
besonderen Vorrichtung, beispielsweise also auch am Betriebsort des abgeschlossenen
Gehäuses, jederzeit in gewünschter Weise justiert werden kann.
-
Bei abgeschlossenen Gehäusen, die in vorgenannter Art mit einem verstellbaren
Stellglied ausgerüstet sind, erweist es sich für gewisse Betriebsfälle als besonders
vorteilhaft, bei der Verformung des Gehäuses dessen Elastizität auszunutzen, derart,
daß das elastische Gehäuseteil, durch Vorspannung dauernd an dem Stellglied anliegend,
von diesem in seiner Lage beeinflußt wird. Beispielsweise kann ein Gehäuseteil als
federelastische Membran ausgebildet sein, die in Richtung zum Anker hin zwangläufig
durch das Stellglied verformt wird und bei entgegengesetzter Verstellung desselben
diesem durch eigene Vorspannung folgt, wobei das an der Membran anliegende Ankerteil
seine Lage gleichfalls derart ändert, daß eine gewünschte Justierung des Ankers
hinsichtlich Arbeitsluftspalt oder Größe der Ankerrückstellkraft eintritt. An Stelle
einer vorerwähnten, in sich federelastischen Membran kann auch ein starres Gehäuseteil
federelastisch am Gehäuse gelagert sein, das in der geschilderten Weise über das
Stellglied in seiner Lage veränderbar ist. Der besondere Vorteil der Verformung
eines elastischen Gehäuseteiles über ein Stellglied besteht darin, daß die Justierung
des Ankers jederzeit und ohne besondere Werkzeuge in zwei einander entgegengesetzten
Richtungen korrigierbar ist. So kann beispielsweise eine Verformung des Gehäuses
in Richtung zum Anker hin, welche sich als zu weitgehend erweist, durch entsprechende
Verformung in entgegengesetzter Richtung wieder rückgängig gemacht werden.
-
Gemäß einer Fortbildung der Erfindung kann an Hand der dem Einfluß
einer Prüfspule unterworfenen Arbeitsweise des Ankers dessen Justierung kontrolliert
und erforderlichenfalls durch Änderung der Verformung des Gehäuses korrigiert werden.
Zweckmäßig wird die Prüfung in das Justierverfahren mit einbezogen, so daß die teilweise
Verformung des abgeschlossenen Gehäuses unter Beobachtung der Prüfergebnisse kontrolliert
abläuft und somit Fehljustierungen auf ein Minimum reduziert werden. Die Durchführung
des Verfahrens selbst kann beispielsweise derart sein, daß auf einen gegebenenfalls
aus dem abgeschlossenen Gehäuse frei vorstehenden, mit dem Anker zusammenarbeitenden
Magnetkern eine Prüfspule aufgeschoben wird oder, falls ein Magnetkern nicht vorhanden
ist, ein aus einer Prüfspule und einem Magnetkern bestehendes Elektromagnetsystem
gegenüber dem Anker an das Gehäuse angesetzt wird und daß in beiden Fällen der Ankeranzug
kontrolliert wird, wenn die Prüfspule mit einer der Ansprechbedingung des Ankers
entsprechenden Amperewindungszahl erregt wird.
-
Besondere Bedeutung erlangt das genannte Verfahren bei der Justierung
einer Mehrfachanordnung von Ankern, wie sie beispielsweise bei einem Schutzgasrelaisstreifen
gegeben ist. Bei einer solchen Anordnung kann es entweder gewünscht sein, sämtliche
Einzelanker einheitlich möglichst genau auf einen bestimmten Ansprechwert oder auch
die einzelnen Anker oder Ankergruppen individuell auf unterschiedliche Ansprechwerte
zu justieren. Beide Forderungen lassen sich nach dem Verfahren, insbesondere nach
dem Ausführungsbeispiel, bei dem die Verformung des Gehäuses in einander entgegengesetzten
Richtungen unter Verwendung eines dem Gehäuse zugeordneten Stellgliedes vorgenommen
wird, in einfachster Weise erfüllen, ohne daß eine unrentable individuelle Fertigung
der Einzelteile und Montage Voraussetzung ist. So kann beispielsweise bei einem
Relaisstreifen, der ein gemeinsames abgeschlossenes Gehäuse mit mehreren darin angeordneten
Einzelankern aufweist, und der hinsichtlich seiner Einzelteile einheitlich ausgebildet
und somit in der Herstellung rationell gehalten ist, eine gewünschte individuelle
Justierung der Einzelanker durch Anwendung des beschriebenen Verfahrens erreicht
werden. Es ist einleuchtend, daß hierdurch auch der Anwendungsbereich des Relaisstreifens,
beispielsweise hinsichtlich Einhaltung von Fehlstrombedingungen, Abfallwerten od.
dgl., wesentlich erweitert wird.
-
Im folgenden wird die Erfindung näher erläutert. Hierzu sind in der
Zeichnung einige Ausführungsbeispiele von abgeschlossenen Gehäusen dargestellt,
deren Anker nach dem Verfahren justiert sind. Im einzelnen ist schematisch, teilweise
im Querschnitt, folgendes dargestellt: In F i g. I ein abgeschlossenes Gehäuse in
einer nach dem Verfahren vorgenommenen derartigen Verformung, daß hierdurch im wesentlichen
der Arbeitsluftspalt des Ankers verändert ist; in die Darstellung ist ferner ein
an das Gehäuse angesetztes Elektromagnetsystem zur Prüfung der Ankerjustierung aufgenommen,
in F i g. 2 ein abgeschlossenes Gehäuse mit einer nach dem Verfahren vorgenommenen
Einprägung, die wiederum im wesentlichen den Arbeitsluftspalt des Ankers beeinflußt,
das abgeschlossene Gehäuse weist einen in Druckglaseinschmelztechnik eingesetzten
Magnetkern auf, auf dem eine Prüfspule zur Kontrolle der Ankerjustierungen aufgesetzt
ist, in F i g. 3 ein abgeschlossenes Gehäuse mit zwei Einprägungen, wovon eine im
wesentlichen die Ankerrückstellkraft
und die andere den Arbeitsluftspalt
beeinflußt, in F i g. 4 ein abgeschlossenes Gehäuse, dessen zu verformendes Gehäuseteil
sowohl in Richtung zum Anker hin als auch in entgegengesetzter Richtung verformbar
ist, in F i g. 5 ein abgeschlossenes Gehäuse mit einer Einprägung, welche gleichzeitig
den Arbeitsluftspalt und die Ankerrückstellkraft beeinflußt, in F i g. 6 ein abgeschlossenes
Gehäuse mit Magnetkern und einer federelastischen Membran, die über ein Stellglied
verformbar ist.
-
In F i g. 1 ist mit 1 eine Grundplatte bezeichnet, die zusammen mit
einer dicht aufgesetzten Abdeckkappe 2 ein abgeschlossenes Gehäuse bildet, in dessen
Innerem ein Anker 3 über eine Ankerrückstellfeder 4
federnd aufgehängt
ist. Die gewünschte Justierung des Ankers 3 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dadurch
erreicht, daß die mit 5 bezeichnete Deckelfläche der Abdeckkappe 2, ausgehend von
der gestrichelt dargestellten Ursprungsform mittels einer Durchbiegung in Richtung
zum Anker 3 hin, verformt ist, wodurch im wesentlichen der Arbeitsluftspalt des
über einen Ankerteil 6 anliegenden Ankers 3 beeinfiußt wird. Die Darstellung zeigt
noch ein Elektromagnetsystem 7, dessen Kern 8 gegenüber dem Anker 3 an die Grundplatte
1 des abgeschlossenen Gehäuses angesetzt ist und dessen Prüfspule 9 zwecks Kontrolle
der Ankerjustierung mit einer den geforderten Ansprechbedingungen entsprechenden
Amperewindungszahl erregt werden kann.
-
In F i g. 2 ist ein abgeschlossenes Gehäuse gezeigt, in dessen metallische
Grundplatte 10 mittels Druckglas 11 ein magnetisch und elektrisch leitfähiger Kern
12 eingesetzt ist. Mit 13 ist eine gleichfalls metallische Abdeckung bezeichnet,
welche dicht auf der Grundplatte 10 aufgesetzt ist. Der mit 14 bezeichnete
Innenraum des abgeschlossenen Gehäuses soll in einer bei Schutzgasrelais bekannten
Art evakuiert und mit Schutzgas gefüllt sein. 15 stellt einen im Innenraum
14 angeordneten Anker dar, der im gezeigten Ausführungsbeispiel in sich federnd
und einstückig ausgebildet ist und bei 16 an der inneren Deckelfläche der Abdeckung
13 befestigt ist, beispielsweise durch Punktschweißung. Die Justierung des Ankers
15 ist dadurch erreicht, daß in die Deckelfläche der Abdeckung 13 eine mit 17 bezeichnete
Verformung eingeprägt ist, über welche ein unter Vorspannung anliegender Ankerteil
18 in seiner Lage innerhalb des Gehäuses festgelegt wird. Die Einprägung 17 ist
mit einem Stempel 19 vorgenommen, der einen Teil einer nicht gezeichneten Vorrichtung
zur Durchführung des Justierverfahrens bildet. In der Darstellung ist noch eine
Prüfspule 20 aufgenommen, welche lose auf den Kern 12 aufgeschoben ist und in einer
zur F i g. 1 bereits erwähnten Weise zwecks Prüfung der Ankerjustierung erregbar
ist, wobei der von ihr ausgehende magnetische Fluß über den Kern 12 bei richtiger
Justierung den Anzug des Ankers 15 bewirkt. Die Kontrolle wird dadurch erleichtert,
daß an den mit 21 und 22 bezeichneten Anschlußstellen ein nicht gezeichneter elektrischer
Signalstromkreis angeschlossen wird, der sich bei erfolgtem Anzug des Ankers 15
und einer damit bewirkten Kontaktgabe zwischen Grundplatte 10 und Abdeckung 13 einerseits
und Kern 12 andererseits schließt.
-
In F i g. 3 ist wiederum ein aus einer Grundplatte 23 und einer dicht
auf diese aufgesetzten Abdeckung 24 bestehendes abgeschlossenes Gehäuse dargestellt,
dessen Anker 25 dadurch justiert ist, daß in der Grundplatte 23 eine Einprägung
26 vorgenommen ist, welche durch Druck auf eine Ankerrückstellfeder 27 deren Vorspannung
im gewünschten Sinne beeinflußt. Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt somit die
Ankerrückstellfeder 27 ein mit dem abgeschlossenen Gehäuse zur Anlage kommendes
Ankerteil dar, welches in seiner Lage innerhalb des Gehäuses durch die teilweise
Verformung des Gehäuses verändert wird. Wie dieses Ausführungsbeispiel weiterhin
zeigt, ist zusätzlich zu der geschilderten Justierung des Ankers durch Beeinflussung
der Ankerrückstellfeder 27 über die Verformung 26 auch noch eine Justierung durch
Veränderung des Arbeitsluftspaltes des Ankers über eine in der Abdeckung
24 vorgenommene Einprägung 28 möglich, die auf ein mit ihr zur Anlage kommendes,
mit 29 bezeichnetes weiteres Ankerteil einwirkt. Soweit eine Einprägung 28 als Anlage
für den Anker 25 in dessen Ruhestellung in dem abgeschlossenen Gehäuse vor der Justierung
des Ankers bereits vorhanden ist, kann diese Einprägung zum Zweck der nachträglichen
Justierung des Ankers in vorgeschilderter Weise auch noch weiter verformt werden,
beispielsweise in Richtung zum Anker hin vertieft werden.
-
F i g. 4 zeigt ein abgeschlossenes Gehäuse aus einer Grundplatte 30
und einer dicht aufgesetzten Abdeckung 31 mit einem Anker 32 und einer Ankerrückstellfeder
33. Die Abdeckung 31 weist eine mit 34 bezeichnete Deckelfläche auf, an welcher
eine Lose 35 befestigt ist, die es erlaubt, die Deckelfläche zwecks Justierung des
Ankers 32 in den durch einen Doppelpfeil bezeichneten, einander entgegengesetzten
Richtungen zu verformen. Die voll ausgezogene und die gestrichelt dargestellte Lage
der Deckelfläche 34 deuten dabei zwei von den möglichen Verformungsstellungen an.
Der mit seinem Ankerteil 36 an der Deckelfläche 34 anliegende Anker 32 folgt deren
jeweiliger Lage unter dem Einfiuß der Vorspannung der Ankerrückstellfeder 33.
-
In F i g. 5 ist ein aus einer Grundplatte 37 und einer Abdeckung 38
bestehendes abgeschlossenes Gehäuse dargestellt, dessen über eine Ankerrückstellfeder
39 federnd aufgehängter Anker 40 über eine als Einprägung 41 vorgenommene Verformung
der Abdeckung 38 justiert ist. Die Einprägung 41 wirkt auf die Ankerrückstellfeder
39 und beeinflußt sowohl deren Vorspannung als auch den Arbeitsluftspalt des Aekers
40.
-
In F i g. 6 ist ein abgeschlossenes Gehäuse dargestellt, das eine
zwischen einer Grundplatte 42 und einer Abdeckung 43 angeordnete federelastische
Membran 44 aufweist, an deren Innenfläche ein mit 45 bezeichneter Anker unter
Vorspannung einer Ankerrückstellfeder 46 anliegt. Die Lage der Membran 44 kann über
eine in einander entgegengesetzten Richtungen verstellbare Stellschraube 47 verändert
werden, wobei der Anker 45 unter dem Einfluß der Ankerrückstellfeder 46 der jeweiligen
Stellung der Membran folgt. Mit 48 ist eine Mutter bezeichnet, mit welcher die Stellschraube
47 in der gewünschten Stellung festgelegt werden kann. 49 stellt einen mit dem Anker
45 zusammenarbeitenden Magnetkern dar, der in einer zu F i g. 2 bereits beschriebenen
Weise in der Grundplatte 42 befestigt ist und auf den zwecks Prüfung der Ankerjustierung
eine nicht gezeichnete Prüfspule aufgeschoben werden kann.