DE2739027C2 - Verfahren zum Justieren von Kontaktfedern elektromagnetischer Relais - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Justieren von mit feststehenden Gegenkontaktfedern auf einem gemeinsamen Kontaktträger eines elektromagnetischen Relais angeordneten beweglichen Kontaktfedern mittels eines die Kontaktfedern auslenkenden und die Federkraft der Kontaktfedern im ausgelenkten Zustand aufnehmenden Kraftmeßfühlers und eines die Kontaktfedern in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Federkraft verformenden Biegestempels.

Bei einem aus der DF.-OS 26 03 840 bekannten Vc-fahren werden Ruhekontakte, d.h. aus einer beweglichen Kontaktfeder und einer feststehenden Gegenkontaktfeder gebildete Kontakte, bei denen die Erregung des Relais zu einem Abheben der beweglichen Kontaktfeder von der Gegenkontaktfeder führt, derart justiert, daß der Kraftmeßfühler so lange gegen das freie Ende der beweglichen Kontaktfeder geführt wird, bis durch Auswertung des öffnens des Ruhekontaktes ein den Kraftmeßfühler antreibender Motor abgeschaltet und damit der Kraftmeßfühler stillgesetzt wird. Anschließend wird ein Biegestempel gegen die bewegliche Kontaktfeder geführt, bei deren Berührung zunächst stillgesetzt und daraufhin ein Vergleich des Wertes der mittels des Kraftmeßfühlers ermittelten Kontaktkraft mit dem in einem Sollwertspeicher gespeicherten Kraftwert durchgeführt. Anschließend wird der Biegestempel für eine aus dem Wertevergleich ermittelte Zeit angeschaltet und damit der Biegestempel weiter gegen einen Vorspannknick der beweglichen Kontaktfeder geführt. Nach Abschalten des Biegestempelmotors wird der Biegestempel von der beweglichen Kontaktfeder weggeführt und ein neuer Meßvorgang der Kontaktkraft mittels des Kraftmeßfühlers und bei Nichterreichen des Sollwertes der Kontaktkraft eine erneute Biegung ausgelöst

Üblicherweise sind die beweglichen Kontaktfedern elektromagnetischer Relais durch eine allen gemeinsame Betätigungsplatte zusammengefaßt, die ihrerseits durch den Relaisanker bewegt wird. Um tine sichere Kontaktgab? der beweglichen Kontaktfedern mit den in der Ruhelage des Relais mit ihnen in Berührung stehenden Gegenkontaktfedern zu gewährleisten, weist die Betätigungsplatte im Bereich der Führung der Kontaktfedern jeweils Aussparungen auf, die so angeordnet sind, daß erst nach einem gewissen Vorhub des Ankers die beweglichen Kontaktfedern erfaßt und mitgeführt werden. Der mit dem bekannten Verfahren durchgeführte Justiervorgang läuft damit zwar unbeeinflußt von der in der Ruhelage an der beweglichen Kontaktfeder anliegenden Gegenkontaktfeder ab, indem die bewegliche Kontaktfeder durch den Kraftmeßfühler von der Gegenkontaktfeder abgehoben wird, jedoch führt der nachfolgende Biegevorgang zu einer Verstellung der relativen Lage des freien Endes der beweglichen Kontaktfeder gegenüber dem Ort der Kontaktgabe zwischen der beweglichen Kontaktfeder und der Gegenkontaktfeder. Damit ist eine Veränderung der relativen Lage zwischen der beweglichen Kontaktfeder und der Betätigungsplatte verbunden, die, sofern man nicht störende Abweichungen von einem vorgegebenen Toleranzfeld in Kauf nehmen will, durch einen nachfolgenden Wegjustiervorgang ausgleichen muß.

Dieser nachfolgende Wegjustiervorgang gestaltet sich in der Praxis verhältnismäßig schwierig, da die Abweichungen der Lage der freien Enden der beweglichen Kontaktfeder von dem anzustrebenden Toleranzfeld nur gering sein dürfte und die bekannten iterativen Verfahren zur Annäherung der Lage einer Kontaktfeder an einen bestimmten Sollwert bzw. ein Toleranzfeld eines solchen Sollwertes sehr viele Schritte und damit eine sehr lange Zeit erforderlich macht.

Dies ist darin begründet, daß bei der iterativen Annäherung seht viele Imponderabilien wie Materialeigenschaften und Finspannverhältnisse berücksichtigt werden müssen und insbesondere die BieiregrenzL. ab der der Übergang von der elastischen Liegung zur plastischen Verformung erfolgt, sehr langsam angesteuert werden muß, da anderenfalls eine ÜberbieKung

der beweglichen Kontaktfeder und damit ein Durchlaufen des Toleranzfeldes zur anderen Richtung nicht zu verhindern wäre.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, das Justieren beweglicher KoMaktfedern ohne Beeinflussung durch GegenkonuJufedern durchzuführen und zugleich den Zeitaufwand für den Justiervorgang zu verkürzen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß vor dem Auslenken der Kontaktfedern die in der Ruhelage des Relaisaukers an den Kontaktfedern anliegenden Gegenkontaktfedern mittels eines Biegewerkzeugs so weit von der jeweiligen Kontaktfeder fortgebogen werden, daß beim «lachfolgenden Auslenken der Kontaktfedern um einen definierten Kontaktweg keine Berührung miteinander erfolgt und daß das Biegewerkzeug nach der Verformung der Kontaktfeder, mittels einer Meß- und Positioniereinrichtung gesteuert, die Gegenkontaktfedern derart verbiegt, daß sie einen durch den definierten Kontaktweg bestimmten Abstand zur Kontaktfeder einnehmen.

Dem justieren der Kontaktkraft der beweglichen Kontaktfeder in einer definierten Lage derselben wird also ein Biegevorgang vorgeschaltet, in dem die in der Ruhelage mit der beweglichen Kontaktfeder anderenfalls in Berührung stehende Gegenkontaktfeder von der beweglichen Kontaktfeder weggebogen wird. Die Messung der Kontaktkraft in der Ruhelage der beweglichen Kontaktfeder erfolgt also ohne Beeinflussung durch die Gegenkontaktfeder. Die bei bekannten Justierverfahren notwendige Auswertung der definierten Ruhelage durch Auswertung der Unterbrechung eines über die bewegliche Kontaktfeder und die Gegenkontaktfeder fließenden Stromes wird durch einen in Anlehnung an den bei der Erregung des Relais auftretenden Vorhub der Betätigungsplatte gewählten Biegehub ersetzt Die für die einwandfreie Funktion des Relais notwendige definierte relative Lage zwischen beweglicher Kontaktfeder und der Gegenkontaktfeder wird in einem der Justierung der beweglichen Kontaktfeder nachgeschalteten weiteren Justiervorgang dadurch erzielt, daß die Gegenkontaktfedern in eine definierte Lage gebracht werden. Diese definierte Lage läßt sich ohne Schwierigkeiten aus dem von der beweglichen Kontaktfeder durchgeführten Schaltweg ermitteln; die iterative Lageannäherung ist dabei wegen der verhältnismäßig großen Abweichung vom Lagetoleranzfeld in wenigen Schritten durchführbar. Sofern die Normallagen der Kontaktfedern und der Gegenkontaktfedern so dicht beieinander liegen, daß aufgrund von Fertigungstoleranzen auch die nach Erregung des Relais betätigten Gegenkontaktfedern bereits in Ruhelage des Relaisankers innerhalb des Biegehubs der beweglichen Kontaktfeder liegen, kann gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung auch diese Gegenkontaktfeder von der beweglichen Kontaktfeder weggebogen werden.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der Biegestempel, das Biegewerkzeug und der Kraftmeßfühler an einem gemeinsamen verfahrbaren Trägerschlitten derart angeordnet sind, daß sie unabhängig voneinander aus dem Trägerschlitten vor die Kontaktfedern und/oder die Gegenkontaktfeder ausfahrbar sind.

Durch diese Zuordnung sowohl des Kraftmeßfühlers als auch des Biegewerkzeugs zu einem gemeinsamen Trägerschlitten wird die Bestimmung der für die Gegenkontaktfeder vorzusehenden definierten Lage besonders erleichtert, da die Stellung des Schlittens in der die Kontaktfederkraft der beweglichen Kontaktfeder messenden Lage zugleich die genaue Lage für die Gegenkontaktfeder markiert. Durch eine entsprechende Steuerungsvorrichtung können nach Abschluß des Justiervorganges für die bewegliche Kontaktfeder die entsprechenden Lageinformationen gespeichert und für die nachfolgende Ansteuerung der Gegenkontaktfedern

ίο mittels des Biegewerkzeugs ausgenutzt werden. Die exakte Lage der Gegenkontaktfedern kann aber auch derart bestimmt werden, daß jeweils von der Ruhelage des Relaisankers aus der Weg gemessen wird, bei dem der geschlossene Kontakt öffnet Wenn dieser Weg mit dem bekannten Vorhub des Ankers bis zur Berührung der beweglichen Kontaktfeder mit der Betätigungsplatte des Relais übereinstimmt, liegt die richtige Lage der Gegenkontaktfeder vor.

Vorteilhafterweise weist das Biegewerkzeug eine der Anzahl von in einer Reihe angeordneten beweglichen Kontaktfedern entsprechende Zahl von gleichzeitig ausfahrbaren Biegefingern auf, womit zumindest das gleichzeitige Aufbiegen der Gegenkontaktfedem zur nachfolgenden Kraftjustierung der beweglichen Kontaktfedern möglich ist und damit eine Verringerung der für den gesamten Justierzyklus benötigten Zeit erreicht wird. Eine konstruktive Vereinfachung der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß der Biegestempel und das Biegewerkzeug identisch sind. Die Anzahl der Biegefinger kann damit verringert und gleichzeitig die Freizügigkeit der konstruktiven Ausgestaltung der Biegefi-ige- erhöht werden.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.

Die F i g. 1 zeigt dabei in einer perspektivischen Schemadarstellung eine Vorrichtung zum Justieren beweglicher Kontaktfedern und der zugehörigen Gegenkontaktfedern eines Relais. In den Fig 2 und 3

4(i ist schematisch die Lage der Kontaktfedern bei der Einstellung der gewünschten Federkraft der beweglichen Kontaktfeder bzw. ein diesen Justiervorgang veranschaulichendes Kraft-Biegeschritt-Diagramm dargestellt.

->'. Die Fig.4 und 5 zeigen in gleicher Weise die Lage der Kontaktfedern bei der Einstellung der richtigen Lage der Gegenkontaktfedern bzw. ein diese Vorgänge veranschaulichendes Weg-Biegeschritt-Diagramm.

Gemäß F i g. i ist auf einer Tragkonsole 1 ein

v) Gehäuse 2 angeordnet, in dem Antriebs- und Schalteinrichtungen enthalten sind. Aus der vorderen Gehäusewand ragt eine Antriebsspindel 3, auf der ein verfahrbarer Schlitten 4 angeordnet ist. Der Schlitten 4 trägt sämtliche für die Messung und Biegung von Kontaktfedern 5 eines am rechten Randbereich der Tragkonsole 1 dargestellten Relais 6 notwendigen Elemente. Zu diesen Elementen gehören zwei Kraftmeßfühler, von denen in der zeichnerischen Barstellung nur ein Kraftmeßfühler 7 sichtbar ist, dem ein

' " Kraftjustierfinger 8 funktionell zugeordnet ist. Weitere Elemente sind ein Wegmeßfühler 9 und zwei Wegjustierfinger 10, 11; den beiden Wegjustierfingern 10, 11 entsprechen zwei auf der gegenüberliegenden Seite des Schlittens 4 angeordnete weitere Wegj■■■-<.vninger, die fluchtend zu zwei Schlauchleitungen 12. 13 liegen, die in nicht sichtbare pneumatische Zylinder führen In den pneumatischen Zylindern sind Kolben geführt, die an ihrem vorderen Ende niit den Wegjustierfingern

verbunden sind. Das gleiche gilt für die Wegjustierfinger iO, 11, denen die Schlauchleitungen 14, 15 zugeordnet sind.

Auch der Krsftjiistierfinger 8 und der auf der gegenüberliegenden Seiie des Schlittens 4 angeordnete, nicht r< hlbaio weii^r? Kraftjustierfinger sind n<< Kolben befestigt und in Zylindern geführt, die Schlauchanschlüsse 16, 17 tragen. Ebenfalls über einen Schlauchanschluß 18 wird der Kraftmeßfühler 7 angesteuert, wobei der Schlauchanschluß 18 auf eine hohe Drehachse eines zweiarmigen Hebels 19 aufgesteckt ist, der in seinem den Kraftmeßfühler 7 tragenden Hebelarm 19a nicht dargestellten Luftkanäle für einen Pneumatikzylinder aufweist. Dem Hebelarm 19a steht auf der anderen Seite des Schlittens 4 ein weiterer, nicht dargestellter, zweiter Hebelarm gegenüber. Der beider. Hebelarmen 19a zugeordnete andere Hebelarm 19i>des Hebels 19 trägt einen Betätigungsstift 20, der an einem Angriffspunkt 21 einer Kraftmeß-Dose 22 anliegt. Die Kraftmeß-Dose 22 ist ebenfalls auf dem Schlitten 4 gelagert.

Das Relais 6 wird zwischen zwei einander gegenüberliegende Träger 4a, 4b des Schlittens 4 eingebracht und auf einer Spann- und Kontaktiervorrichtung 23, die Kontakte 24 zur Kontaktierung der Kontaktfedern 5 des Relais 6 aufweist, arretiert. Die elektrische Verbindung der Spann- und Kontaktiervorrichtung 23 mit der Steuerung und den im Gehäuse 2 angeordneten Schaltelementen ist nicht dargestellt. Die zentrale Luftversorgung der einzelnen Pneumatikzylinder ist durch vier Schlauchanschlüsse 25, die aus dem Gehäuse 2 austreten, angedeutet.

In der Fig. 2 ist schematisch die erste Phase des Justiervorganges veranschaulicht. In dieser Phase werden die Gegenkontaktfedern 52 und 53 der beweglichen Kontaktfeder 51 jeweils von der beweglichen Kontaktfeder 51 weggebogen. Dieses Wegbiegen erfolgt, um die Messung der Federkraft der beweglichen Kontaktfeder 51 jeweils unbeeinflußt von den Gegenkontaktfedern 52 und 53 vornehifien m können· der Re!n^:saiiker 61 bleibt dabei in Ruhestellung. Dabei isi im vorliegenden Beispiel die Feuerkraft der beweglichen Kontaktleder 51 in der gezeigten Stellung von ' Bedeutung, während die Kontaktanlagekrafi des Umsehaltekontakies in der anderen Schaltlage der bewegli chen Kontaktfeder 51 im wesentlichen durch die Fedei eigenschaften der Gegenkontaktfeder 53 bestimmt ist. Aus den Γ i g. 2 und 3 ist zu entnehmen, daß in

■υ einzelnen !ustierschritten, die jeweils einen Meß- und einen Riegeschriu enthalten, mittels des Kraftmeßfühlers 7 und des Kraftjustierfingers 8 die Einstellung der Federkraft auf den gewünschten Wert erfolgt. Dabei repräsentieren die Pfeillinien jeweils einen Biegeschritt.

i^r> Die strichpunktierte Kurve zeigt die bleibende Kraft P bei im gleichen Biegeschritt vorgenommenem Biegehub H der Kontaktfeder 51. Der schraffierte Bereich stellt das Toleranzfeld für die Kontaktfederkraft dar.

Der in den F i g. 2 und 3 dargestellten Justierphase folgt die in den Fig.4 und 5 veranschaulichte Justierphase. In dieser werden die Gegenkontaktfedern 52 und 53 in einen vorgegebenen Abstand zur beweglichen Kontaktfeder 51 gebracht Auch diese Einstellung einer definierten Lage der Gegenkontaktfe-

2) dem 52 und 53 erfolgt in einzelnen Schritten, in denen jeweils eine Messung mittels des Wegmeßfühlers 9 und ein Biegevorgang mittels des Wegjustierfingers 11 vorgenommen wird, wobei durch Erregung des Relais der Relaisanker 61 dem Wegmeßfühler 9 folgt.

v> Die schrittweise Annäherung der Lageposition der feststehenden Gegenkontaktfeder 52,53 an die Sollage ist dem in der Fig.5 dargestellten Diagramm zu entnehmen. Die Pfeillinien repräsentieren dabei wieder jeweils einen Biegeschritt Die strichpunktierte Kurve

>> zeigt die bleibende Durchbiegung D bei im gleichen Biegeschritt vorgenommenem Biegehub H der Gegenkontaktfeder 52. Der schraffierte Bereich stellt das Toleranzfeld für die bleibende Durchbiegung bzw. die Lageposition der Gegenkontaktfeder 52 dar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Justieren von mit feststehenden Gegenkontaktfedern auf einen, gemeinsamen Kontaktträger eines elektromagnetischen Relais angeordneten beweglichen Kontaktfedern mittels eines die Kontaktfedern auslenkenden und die Federkraft der Kontaktfedern im ausgelenkten Zustand aufnehmenden Kraftmeßfühlers und eines die Kontaktfedern in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Federkraft verformenden Biegestempels, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Auslenken der Kontaktfedern (51) die in der Ruhelage des Relaisankers (61) an den Kontaktfedem (51) anliegenden Gegenkontaktfedern (52) mittels eines Biegewerkzeugs (11) so weit von der jeweiligen Kontaktfeder (51) fortgebogen werden, daß beim nachfolgenden Auslenken der Kontaktfedern (51) um einen definierten Kontaktweg keine Berührung miteinander erfolgt und daß das Biegewerkzeug (11) nach der Verformung der Kontaktfeder (51), mittels einer Meß- und Positioniereinrichtung (9) gesteuert die Gegenkontaktfedern (52) derart verbiegt, daß sie einen durch den definierten Kontaktweg (52) bestimmten Abstand zur Kontaktfeder (51) einnehmen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nach Auslenkung des Relaisankers (61) an den Kontaktfedern (51) anliegenden Gegenkontaktfedern (53) ebenfalls so weit von den Kontaktfedern (51) abgebogen werden, daß beim nachfolgenden Auslenken der Kontaktfedern (51) um den definierten Kontaktweg keine Berührung miteinander erfolgt.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestempel (8), das Biegewerkzeug (10, 11) und der Kraftmeßfühler (7) an einem gemeinsamen verfahrbaren Trägerschlitten (4) derart an- «o geordnet sind, daß sie unabhängig voneinander aus dem Trägerschlitten (4) vor die Kontaktfedern (51) und/oder die Gegenkoniaktfedern (52, 53) ausfahrbar sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug (10, 11) eine der Anzahl von in einer Reihe angeordneten beweglichen Kontaktfedern (51) entsprechende Zahl von gleichzeitig ausfahrbaren Biegefingern aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch M gekennzeichnet, daß der Biegestempel und das Biegewerkzeug identisch sind.