DE19835885A1 - Verfahren zum Justieren eines Trägers für elektromechanische Bauteile, Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Produkt des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren eines Trägers (2) für elektromechanische Bauteile (1), wobei der Träger (2) mechanisch zu justieren ist. Es ist vorgesehen, daß der Träger (2) hinsichtlich Eingriffsbereichen (3; 4) für Justiermaßnahmen in zwei Justierrichtungen für eine Quelle (5) zum Punkterhitzen zugänglich ist und die Justierung durch Punkterhitzen durchgeführt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich zunächst auf ein Verfahren zum Ju­ stieren eines Trägers für elektromechanische Bauteile, wobei der Träger mechanisch zu justieren ist.

Durch das Justieren des elektromechanischen Bauteils wird beispielsweise ein Schalter mit einem solchen Bauteil insge­ samt justiert. Unter elektromechanischem Bauteil soll hier auch ein thermisch ansprechendes Bauteil für einen Überlast­ schalter verstanden werden. Es kann ein Thermo-Bimetall- Element über einen vorgespannten Schaltmechanismus mit einem Kontaktsystem in Verbindung stehen. Die Justierung derartiger Schaltsysteme erfolgt in der Regel über mechanische Verfor­ mung des Trägers des Bimetall-Elements. Andere Justierverfah­ ren verwenden Übertragungsglieder unterschiedlicher Längen. Wieder andere Justierverfahren arbeiten mit definiertem Fest­ legen von Übertragungselementen in Verbindungstechniken. Bei derartigen Justierverfahren sind verbiegende Eingriffe, Ver­ änderungen an Stellschrauben, oder definiertes Löten, Schwei­ ßen oder Kleben an bestimmten zu ermittelnden Stellen erfor­ derlich.

Der Erfindung liegt zunächst die Aufgabe zugrunde, ein berüh­ rungsloses Justierverfahren zu entwickeln.

Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt nach der Erfin­ dung durch ein Verfahren nach Anspruch 1. Hierbei wird der Träger hinsichtlich Eingriffsbereichen für Justiermaßnahmen in zwei Justierrichtungen für eine Quelle zum Punkterhitzen zugänglich und die Justierung durch Punkterhitzen durchge­ führt. Durch geeignete Energiestrahlen, wie sie in einem La­ ser beispielsweise zur Verfügung stehen, kann das Justieren aus größerer Entfernung erfolgen. Entscheidend ist, daß Ein­ griffsbereiche für Justiermaßnahmen in zwei Justierrichtungen vorgesehen werden.

Insbesondere kann der Träger hinsichtlich Eingriffsbereichen für Justiermaßnahmen gegensinnig gekrümmt sein, wobei zumin­ dest eine Krümmung durch Punkterhitzung in ihrer Krümmung eingestellt wird. Man benötigt an der Rückseite des Ein­ griffsbereichs keinen Eingriff, wenn der Träger gegensinnig gekrümmt ist, so daß auch durch ein nur in eine Richtung wir­ kendes Verformen ein Justieren in beide Richtungen möglich ist.

Insbesondere kann die Punkterhitzung durch Laserkalibrierung erfolgen, wozu der Weg der Auswanderung des zu justierenden Bauteils infolge von Justiermaßnahmen rechnerisch auf der Ba­ sis dessen Ausgangstemperatur, dessen Kraft gegen eine Aus­ lenkung und dessen Abstand von einem kinetischen Wirkpunkt ermittelt wird. Als Abstand von einem kinetischen Wirkpunkt ist beispielsweise der Abstand eines Bimetallelements von ei­ nem Auslösehebel zu verstehen. Bei der Laserkalibrierung kann auf Erfahrungswerte zurückgegriffen werden. Für eine derarti­ ge Auswertung eignet sich insbesondere eine Kennfeldsteue­ rung.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei einer derartigen Einrichtung kann der Laser von einer Steuerung beaufschlagt sein, die auf ihrer Eingabeseite mit einer Temperaturmeßeinrichtung, einer Kraftmeßeinrichtung und mit einer Einrichtung zur Wegmessung verbindbar ist. Mit diesen Eingabeelementen läßt sich auf einfache Weise die Justierung durchführen.

Insbesondere kann die Temperaturmeßeinrichtung eine Tempera­ tursonde aufweisen, die an einem zu justierenden elektrome­ chanischen Bauteil anbringbar ist. Weiter kann die Kraftmeß­ einrichtung eine Kraftsonde aufweisen, die sich am zu justie­ renden mechanischen Bauteil anbringen läßt. Die Wegmeßein­ richtung kann vorteilhaft dafür ausgelegt sein, den Weg der Auswanderung des zu justierenden Bauteils infolge von Ju­ stiermaßnahmen zu erfassen. Eine derartige Einrichtung hilft einfach und wirkungsvoll.

Das Produkt des geschilderten Verfahrens, ggf. in Durchfüh­ rung mit einer geschilderten Einrichtung, ist ein Träger für ein elektromechanisches Bauteil, das auf diese Weise justiert ist. Insbesondere kann das elektromechanische Bauteil ein Bi­ metallelement sein. Ein derartiger Träger mit einem Bimetal­ lelement kann in einer Auslöseeinrichtung eines Leitungs­ schutzschalters eingesetzt sein. Durch die Justierung des Bi­ metallelements wird das Auslöseverhalten des gesamten Lei­ tungsschutzschalters auf einfache Weise berührungslos einge­ stellt.

Bei der Laserkalibrierung macht man sich ein Verhalten zunut­ ze, das anhand eines Metallstreifens der Einfachheit halber erläutert werden soll:

Richtet man einen Laserstrahl auf den Metallstreifen, so schmilzt ein enger, hier Punktbereich genannter Bereich auf, wobei der Metallstreifen sich vom Aufschmelzpunkt wegbiegt. Wenn ein Punktbereich aufgeschmolzen ist, ohne daß der Me­ tallstreifen durchgeschmolzen wäre, streckt sich der Metall­ streifen und nach seinem Erkalten biegt er sich zu der erkal­ teten Aufschmelzstelle hin.

Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob sche­ matisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:

In Fig. 1 ist ein elektromechanisches Bauteil in einem Träger in einer Auslöseeinrichtung dargestellt, die in einer Ein­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zum Justieren des Trägers angeordnet ist.

In Fig. 2 ist das elektromechanische Bauteil in einem Träger in einer Auslöseeinrichtung wiedergegeben.

Ein elektromechanisches Bauteil 1 in Gestalt eines Bimetalle­ lements ist in einem Träger 2 gehalten. Eingriffsbereiche 3 auf einer Vorderseite und Eingriffsbereiche 4 auf einer Rück­ seite des Trägers sind für berührungslose Justiermaßnahmen zugänglich. Zwei Justierrichtungen erzielt man auch mit einem lediglich in eine Justierrichtung wirkenden Justiermittel da­ durch, daß die Vorderseite im Eingriffsbereich 3 oder die Rückseite in einem Eingriffsbereich 4 beaufschlagt wird. Das Justiermittel ist eine Quelle 5 zum Punkterhitzen, insbeson­ dere ein Laser.

Im Ausführungsbeispiel ist der Träger 2 hinsichtlich seiner Eingriffsbereiche 3 bzw. 4 an zumindest einer Krümmung durch Punkterhitzung justiert, indem die Krümmung in einer Vor­ wärtsjustierung eingestellt wird. Für eine eventuell erfor­ derliche Rückjustierung kann die Punkterhitzung an einer Ge­ genkrümmung erfolgen.

Die Punkterhitzung kann vorteilhaft durch Laserkalibrierung erfolgen. Hierzu wird der Weg der Auswanderung des zu justie­ renden Bauteils 1 infolge von Justiermaßnahmen rechnerisch auf der Basis seiner Ausgangstemperatur t, seiner Kraft F ge­ gen eine Auslenkung und dessen Abstand s von einem kineti­ schen Wirkpunkt ermittelt. Der kinetische Wirkpunkt ist im Fall eines Bimetallelements beispielsweise der Abstand von einem Auslösehebel, der eine Auslösung bewirkt, wenn das Bi­ metallelement 1 einen Auslösehebel 6 berührt und ihn ein Stück auslenkt. Das Verfahren zum Justieren kann hinterlegte Erfahrungswerte berücksichtigen. Eine Einrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens kann mit einem Laser als Quelle 5 zum Punkterhitzen arbeiten, der von einer Steuerung 7 beauf­ schlagt ist, die auf ihrer Eingabeseite mit einer Temperatur­ meßeinrichtung mit einer Temperatursonde 8 verbunden ist. Die Steuerung 7 ist auf ihrer Eingabeseite mit einer Kraftmeßein­ richtung mit einem Kraftsensor 9 verbunden und mit einer Weg­ meßeinrichtung mit einer Wegsonde 10. Die Wegmeßeinrichtung ist dafür ausgelegt, den Weg der Auswanderung des zu justie­ renden Bauteils 1 infolge von Justiermaßnahmen zu erfassen. Die Steuerung 7 kann durch vorgegebene Werte und Beziehungen, beispielsweise einem Kennfeld, eingerichtet werden. Eine der­ artige Vorgabe ist durch den Pfeil 11 veranschaulicht. Da­ durch ist es möglich, ein elektromechanisches Bauteil bzw. eine Schälteinrichtung, in der dieses eingebaut ist, spezi­ fisch zu justieren und exakt das jeweils gewünschte Auslöse­ verhalten einzustellen.

Der Träger 2 für eine elektromechanisches Bauteil 1 in Ge­ stalt eines Bimetallelements, nach Fig. 1, ist in Fig. 2 wieder in einem Auslöser eingesetzt, für sich dargestellt. Die Bau­ gruppe kann über Stromzuleitungen 12, 13 in den Stromkreis eines Schutzschalters, beispielsweise eines Leitungsschutz­ schalters, angeschlossen werden. Das elektromechanische Bau­ teil 1 in Gestalt eines Bimetallelements kann bei seinem Aus­ biegen infolge Erwärmung im durchfließenden Strom ausbiegen und einen Auslösehebel 14 im Gegenuhrzeigersinn aus lenken. Die Baugruppe arbeitet noch mit einem Magnetkern 15, über den eine Wicklung im Strompfad zwischen den Stromzuleitungen auf­ gebracht ist. Wenn ein Anker 16 bei hohem Stromfluß angezogen wird, wird der damit verbundene Auslösehebel 14 in gleicher Weise ausgelenkt wie durch das elektromechanische Bauteil in Gestalt eines Bimetallelements bei Langzeitüberlastung.

Die Einstellung des elektromechanischen Bauteils 1 kann über seinen Träger 2 verändert werden. Wenn eine der beiden oberen Eingriffsbereiche von einem Laserstrahl beaufschlagt werden, öffnet sich die hakenartige Biegung des Trägers 2 und das Bi­ metallelement wird gegen den Uhrzeigersinn in einem Justier­ vorgang verstellt. Wenn der untere Eingriffsbereich 3 mit ei­ ner gegensinnigen Biegung von einem Laserstrahl beaufschlagt wird, wird die hakenartige Biegung des Trägers 2 im Uhrzei­ gersinn verkippt und das Bimetallelement im Uhrzeigersinn verstellt. Durch die auftretenden Schrumpfkräfte nach einer Laserbehandlung kann die Ausgangslage des Bimetalls also ex­ akt eingestellt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Justieren eines Trägers (2) für elektrome­ chanische Bauteile (1), wobei der Träger (2) mechanisch zu justieren ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Träger (2) hinsichtlich Eingriffsbereichen (3; 4) für Justiermaßnahmen in zwei Justierrichtungen für eine Quelle (5) zum Punkterhitzen zugänglich ist und die Justie­ rung durch Punkterhitzen durchgeführt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Träger (2) hinsichtlich Eingriffs­ bereichen (3; 4) für Justiermaßnahmen gegensinnig gekrümmt ist und daß zumindest eine Krümmung durch Punkterhitzung in ihrer Krümmung eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Punkterhitzung durch La­ serkalibrierung erfolgt, wozu der Weg der Auswanderung des zu justierenden Bauteils (1) infolge von Justiermaßnahmen rech­ nerisch auf der Basis dessen Ausgangstemperatur t, dessen Kraft F gegen eine Auslenkung und dessen Abstand s von einem kinetischen Wirkpunkt, beispielsweise der Abstand eines Bime­ tallelements (1), von einem Auslösehebel (6), ermittelt wird, wozu Erfahrungswerte hinterlegt sein können.

4. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser von einer Steuerung (7) beaufschlagt ist, die auf ihrer Eingabeseite mit einer Temperaturmeßeinrichtung (8), einer Kraftmeßeinrichtung (9) und mit einer Einrichtung (10) zur Wegmessung verbindbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Temperaturmeßeinrichtung mit einer Temperatursonde (8), die an einem zu justierenden elektromechanischem Bauteil (1) anbringbar ist, daß die Kraftmeßeinrichtung einen Kraftsensor (9) aufweist, der am zu justierenden elektromechanischem Bauteil (1) anbringbar ist, daß die Wegmeßeinrichtung und ein Wegsensor (10) dafür ausge­ legt sind, den Weg der Auswanderung des zu justierenden Bau­ teils (1) infolge von Justiermaßnahmen zu erfassen.

6. Träger für ein elektromechanisches Bauteil, da­ durch gekennzeichnet, daß der Träger (2) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 justiert ist.

7. Träger nach Anspruch 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das elektromechanische Bauteil (1) ein Bimetallelement ist.