DE2918100A1

DE2918100A1 - Automatisiertes justieren in der feinwerktechnik

Info

Publication number: DE2918100A1
Application number: DE19792918100
Authority: DE
Inventors: Gerd Dipl Ing Kohler; Rolf Dipl Ing Martin
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-05-04
Filing date: 1979-05-04
Publication date: 1980-11-13
Also published as: DE2918100C2

Description

Automatisiertes Justieren in der Feinwerktechnik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührung losen, automatisierten Justieren feinwerktechnischer Geräte, insbesondere Kontaktfedern.
In fast allen elektrischen Geräten werden Kontaktfedern verwendet, deren Kontaktkraft oder Kontaktweg bestimmten Bedingungen unterliegt. Je komplizierter die Aufgaben der Geräte sind, um so höher sind die Anforderungen an die Einhaltung der vorgegebenen Bedingungen. Dabei kann für eine bestimmte Kontaktfeder zwar eine Kontaktkraft bzw. ein Kontaktweg in einer bestimmten Zeit durch eine bestimmte Auslenkkraft vorausberechnet werden. Die tatsächliche Einhaltung der vorausberechneten Werte hängt aber sowohl von den nicht beeinflußbaren Materialkonstanten, als auch von den nur zum Teil beeinflußbaren Fertigungstoleranzen ab. Es läßt sich daher nicht vermeiden, bestimmte geforderte Bedingungen durch einen nachträglichen Justiervorgang zu erfüllen.
Gegenwärtig geschieht dies im allgemeinen durch Biegen oder Stauchen von Teilen oder durch Einstellung an besonderen hierfür vorgesehenen Verstellelementen (klemm- und lösbare Gewinde- und Keilanordnungen, Einstellung an Schraubverbindungen mit Langloch usw.).
Alle diese Verfahren sind für eine automatisierte Justage wenig geeignet, da sie meist eine sehr aufwendige oder komplexe Handhabung erfordern.
Bei Reed-Kontakten ist es auch bekannt, eine Justierung mit magnetischen Kräften berührungsfrei durchzuführen.
Diese Art der Justierung ist aber auf magnetische Werkstoffe beschränkt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln das eingangs definierte Verfahren zu realisieren.
Als störender Effekt ist der (unerwünschte) Verzug beim Schweißen bekannt, wenn Teile durch unsymmetrisch aufgebrachte Schweißnähte und die dabei entstehenden Wärmespannungen deformiert werden. Die Erfindung macht sich diese Erkenntnis zunutze und besteht darin, daß bei den zu justierenden.Teilen ein definierter Verzug durch eine örtlich dosierte Wärme aufbringung ohne Kraft erzielt wird. Ein derartiges Verfahren hat den Vorteil, daß es für alle Metalle und organischen Werkstoffe anwendbar ist. Außerdem eignet es sich besonders gut für eine Automatisierung, da die Dosierung der Energie exakt erfolgen und der Steilvorgang ziemlich genau durchgeführt werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung erfolgt die Wärmeaufbringung durch Laserstrahlung. Wenn man Teile geeigneter Geometrien mit Laser in bestimmten Zonen der Oberfläche dosiert mit Wärme behandelt, läßt sich eine gezielte Deformation erzeugen. Eine solche Deformation kann sowohl durch lokales Aufschmelzen, als auch durch Erwärmen erreicht werden. Besonders geeignet scneint das Verfahren nach der Erfindung für Blattfedern der Feinwerktechnik, wo es durch Aufbringen weniger Punkte durch Impulslaser oder kurzer Wegstrecken durch Dauerstrichlaser auf der Oberfläche der Feder möglich ist, kleine Winkeländerungen zu erzeugen, die am freien Ende der Feder zu erheblichen Wegänderungen führen. Durch geschickte Anordnungen von laserpunkten oder -strichen kann erreicht werden, daß keine kritischen Biegequerschnitte entstehen. Mit der Lösung nach der Erfindung wird erreicht, daß der Justiervorgang in einem einmaligen Stellvorgang erfolgt und nicht durch mehrmaliges Annähern, wie es bei den manuellen Justiervorgängen der Fall ist.
Die kurzen Aufheiz- und Abkühlzeiten, die in kleinen Volumen elementen erzielt werden können, ermöglichen eine schnelle und laufende Messung des erhaltenen Verzugs und damit ein geregeltes Stellen auf den Sollwert.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist für schwer zugängliche Stellen eine Umlenkeinrichtung, z.B. in Form von Spiegeln oder Glasfasern, für die Laserstrahlung vorgesehen. Eine entsprechende Vorrichtung kann bei Federkontakten Anwendung finden, bei denen eine direkte Zugänglichkeit nicht gegeben ist. Damit können auch Federpakete sehr genau justiert werden.
Die Erfindung wird anhand der Figur erläutert.
In der Figur ist eine Blattfeder 1 an der Stelle 2 fest eingespannt. Eine Fokussiereinrichtung 3 bündelt einen Laserstrahl 4 derart, daß sein Fokus 5 auf der Oberfläche der Blattfeder liegt. Unterhalb der Blattfeder 1 ist eine zweite Feder 6 nur teilweise dargestellt, zu der die Peder 1 einen bestimmten Abstand 7 einnehmen soll. Die erwunschte Bewegung der Feder 1 bei der Justierung ist mit dem Pfeil 8 angedeutet.
Beim Einschalten des Lasers entsteht im Fokus eine Schmelzzone 9, die die Verformung der Feder zur Folge hat. Nach der dargestellten Vorrichtung kann der Abstand der Kontaktfedern vergrößert werden, da die Ausbiegung der justierten Feder immer in Richtung des Laserstrahls erfolgt.
Durch die verschiedene Geometrien der aufgebrachten Schmelzzonen, z.B. überlappte Schmelzzonen, Schmelzzonen quer zur Feder, längs der Federränder oder beliebiger anderer Geometrien , könnten unterschiedlich starke Verformungen der Feder hervorgerufen werden.
3 Patentansprüche -1 Figur Leerseite

Claims

PatentansPrüche 1. Verfahren zum berührungslosen automatisierten Justieren feinwerktechnischer Geräte, insbesondere Kontaktfedern, dadurch gekennzeichnet, daß bei den zu justierenden Teilen (1) ein definierter Verzug durch eine örtliche, dosierte Wärmeaufbringung ohne Kraft erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeaufbringung durch Laserstrahlung (4) erfolgt.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß für schwer zugängliche Stellen eine Umlenkeinrichtung, z.B. in Form von Spiegeln oder Glasfasern, für die Laserstrhlung (4) vorgesehen ist.