DE2549894B1 - Verfahren zum Justieren von Kontaktfedern - Google Patents

Description

• In F i g. 1 sind auf der Abszisse der Weg und auf der Ordinate die Kraft von einseitig eingespannten Kontaktfedern aufgezeichnet. Das Bild zeigt drei verschiedene Charakteristiken 1, 2 und 3 von Kontaktfedern, deren jeweilige Vorspannung durch den Beginn der Charakteristik an verschiedenen Punkten 4, 5 und 6 der Ordinate erkennbar ist. Die gewünschte Vorspannung oder Kontaktkraft ist durch den Punkt 7 auf der Ordinate dargestellt. Durch kontinuierliche Messungen zu Beginn des Justiervorganges wird für jede Kontaktfeder eine individuelle, von Material und Fertigungstoleranzen abhängige Steigung ermittelt. Eine Parallele zu dieser Linie, die durch den mit 7 bezeichneten Punkt der gewünschten Anlagekraft verläuft, stellt die Rücklaufcharakteristik dieser Feder dar, die von der Feder durchlaufen wird, nachdem beim Justieren im
• plastischen Bereich die ursprüngliche Charakteristik so weit verschoben ist, daß ein gemeinsamer Schnittpunkt entsteht, an dem die Bewegung abbricht. Bei allen gezeichneten Charakteristiken geht die geradlinige Steigung nach einem gewissen Bereich in eine Kurve über. Die Charakteristik flacht ab, da sich die Feder im plastischen Bereich befindet und bleibend verformt wird. Alle drei Federcharakteristiken erreichen nach einem mehr oder weniger langen Weg einen Punkt 8, 9 oder 10, in dem sie ihre ursprüngliche Parallele schneiden. Damit sind sie so weit justiert, daß ihre Vorspannung in der Ruhelage genau dem gewünschten Wert entspricht.
• Die prinzipielle Steueranordnung zeigt F i g. 2. Eine fest eingespannte Kontaktfeder 11 liegt mit einer bestimmten Kraft an einer Gegenlage 12 an. Ein steuerbarer Kraftgeber mit Wegmesser 13 drückt mit Hilfe eines nach unten beweglichen Fühlers 14 gegen die Kontaktfeder 11. Der Kraftgeber wird beispielsweise von einem Sägezahngenerator 15 gesteuert. Er überträgt über die Leitungen 16 und 17 Kraft- bzw.
• Wegsignale in einen Signalauswerter 18. Dieser zeichnet aus den ankommenden Signalen das Kraft-Weg-Verhalten der Feder auf und gibt dieses hinsichtlich des geraden Anfangsbereiches über die Leitung 19 an einen Zielkurvengenerator 20 weiter, der mit dem ihm eingespeicherten Sollwert für die Anlagekraft und dem von der Signalauswertung kommenden Steigungswinkel den Verlauf der geraden Rücklaufcharakteristik aufzeichnet. Gleichzeitig gibt der Signalauswerter das gesamte Kraft-Weg-Verhalten der zu justierenden Kontaktfeder über eine Leitung 21 an einen Vergleicher 22 weiter, der über eine weitere Leitung 23 aus dem Zielkurvengenerator die dort ermittelte Rücklaufcharakteristik erhält. Bei Erreichen des Schnittpunktes zwischen den beiden Charakteristiken schaltet der Vergleicher über eine Leitung 24 den Sägezahngenerator zum Antrieb des Kraftgebers ab.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Verfahren zum Justieren von einseitig einspannbaren Kontaktfedern durch Auslenkung des freien Federendes bis zur Beanspruchung eines bestimmten Querschnittsbereiches über die Elastizitätsgrenze hinaus, dadurch gekennzeichnet, daß eine höher als angestrebt vorgespannte Kontaktfeder von einem steuerbaren Fühler eines Meßkraftgebers entgegen ihrer Vorspannung ausgelenkt und hierbei entlastet wird, dessen Bewegung durch ständige Kraft-Weg-Messung überwacht und als Charakteristik der Feder aufgezeichnet wird, daß die aufgezeichnete Charakteristik mit einer gewünschten Charakteristik verglichen wird, und daß die Erreichung eines in beiden Charakteristiken gleichen Wertes den Bewegungsvorgang des Meßkraftgebers abbricht.

   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren von einseitig einspannbaren Kontaktfedern durch Auslenkung des freien Federendes bis zur Beanspruchung eines bestimmten Querschnittbereiches über die Elastizitätsgrenze hinaus.

   Kontaktfedern dieser Art werden in großer Anzahl bei der Fertigung von Relais verwendet, um die bei der Betätigung des Relais gewünschte Öffnung und Schließung von Stromkreisen zu bewirken. Dabei ist die Kontaktkraft ein sehr wesentlicher Faktor für die Funktionsfähigkeit des Federsatzes, da von ihr Übergangswiderstand, Kontaktabbrand und Kontaktabrieb abhängen, so daß eine möglichst genaue Einhaltung eines bestimmten Wertes gewünscht ist.

   Nach bisher üblichen Verfahren wurde das Justierziel, ein bestimmtes Kraft-Weg-Verhalten einer Feder, durch schrittweise abwechselndes Messen und Biegen angesteuert. Der hierfür erforderliche Zeitaufwand kann erheblich werden und ist bei der Vielzahl von benötigten Kontaktfedern nicht mehr zumutbar. Insbesondere kann bei einer Automation der Relaisfertigung dieses Verfahren nicht mehr sinnvoll angewendet werden. Man ist daher bereits dazu übergegangen, Kontaktfedern mit Hilfe von einer Messung zu überprüfen und durch einen auf Erfahrungswerte aufbauenden einmaligen Biegevorgang das lustierziel anzusteuern. Nachteiligerweise muß hierbei eine erhebliche Toleranz der Federkräfte in Kauf genommen werden, da die Materialeigenschaften bei diesem Verfahren nicht erfaßbar sind.

   Erfindungsgemäß sollen sowohl die Nachteile der Toleranzbreite des Ergebnisses vermieden als auch ein Verfahren ermöglicht werden, das in einem Vorgang die Kontaktkraft einer Kontaktfeder innerhalb kurzer Zeit und in sehr engen Toleranzen einstellt.

   Dies wird dadurch erreicht, daß eine höher als angestrebt vorgespannte Kontaktfeder von einem steuerbaren Fühler eines Meßkraftgebers entgegen ihrer Vorspannung ausgelenkt und dabei entlastet wird, dessen Bewegung durch ständige Kraft-Weg-Messung überwacht und als Charakteristik der Feder aufgezeichnet wird, daß die aufgezeichnete Charakteristik mit einer gewünschten Charakteristik verglichen wird, und daß die Erreichung eines in beiden Charakteristiken gleichen Wertes den Bewegungsvorgang des Meßkraftgebers abbricht.

   Das erfindungsgemäße Verfahren verwendet Federn, die bereits im Herstellprozeß stärker vorgespannt werden als erforderlich, so daß eine Justierautomatik vorteilhaft nur eine Bewegungsrichtung benötigt und damit einfach zu gestalten ist. Außerdem nutzt es die Tatsache aus, daß der hin- und rückläufige Kurvenast der Kraft-Weg-Charakteristik einer Feder die gleiche Steigung haben. Wenn also eine Kontaktfeder durch Messung ihrer Kontaktkraft in Abhängigkeit vom Kontaktweg während eines Auslenkvorganges eine bestimmte aufzeichenbare Charakteristik erkennen läßt, so kann man davon ausgehen, daß auch nach einem Justiervorgang, also nach einer Beanspruchung über die Elastizitätsgrenze hinaus, die dann entstandene Federcharakteristik die gleiche Steigung haben wird. Dies bedeutet, daß die Charakteristik der Feder vor dem Justiervorgang mit der Federcharakteristik nach dem Justiervorgang einen Schnittpunkt hat, der allerdings nur einmal während des Justiervorganges erreicht wird.

   Da sich die Feder nämlich an dieser Stelle bereits im plastischen Bereich befindet, d. h. ein Teil ihres Querschnittes über die Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht ist, gilt der Schnittpunkt nur zwischen der ursprünglichen Kennlinie in deren plastischem Bereich und dem rücklaufenden Kurvenast, der nie wieder ganz durchlaufen werden wird, da sich die Feder in seinem oberen Bereich wieder in dem plastischen Bereich befindet. Die Messungen, die an der Kontaktfeder nach Beginn des Meßvorganges kontinuierlich vorgenommen werden, ergeben eine individuelle Charakteristik.

   In dieser werden alle Material- und Fertigungsungenauigkeiten, die dieser speziellen Feder anhaften, erfaßt.

   Die in einem Kraft-Weg-Diagramm aufzeichenbare Charakteristik erhält eine Parallele, die den gleichen Neigungswinkel aufweist und deren unterer Endpunkt durch den gewünschten Kraftwert an der Anlage geführt ist. Diese ideale, geradlinige Charakteristik wird im Verlaufe de Federbiegung an irgendeiner Stelle von der individuellen Federcharakteristik geschnitten werden. Dieser Schnittpunkt muß dann erreicht werden, wenn sich beim Eintreten in den plastischen Bereich nur noch der Federweg, nicht aber die Federkraft ändern.

   Die individuelle Federcharakteristik verläuft dann parallel zur Abszisse und schneidet an irgendeiner Stelle die geradlinige ideale Federcharakteristik, deren Kraft-Weg-Steigung die gleiche geblieben ist. Bei sofortiger Beendigung des Bewegungsvorganges läuft die Kontaktfeder auf der geradlinigen Charakteristik zurück und schneidet an der gewünschten Stelle die Ordinate.

   Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Diagrammes in F i g. 1 und eines Prinzipbildes in Fig. 2 näher eriäutert.