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Verfahren und Vorrichtungen zum Messen und Anzeigen der Kontaktkräfte
beim Justieren elektrischer Schaltkontakte Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren
zum Messen und Anzeigen der Kontaktkräfte beim Justieren von elektrischen Schaltkontakten
unter Verwendung einer Federwaage mit einem elektrischen Meßwandler, wobei der zu
messende Kontakt zur Grenzwertanzeige in einen elektrischen Meßkreis eingeschaltet
ist.
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An elektrische Schaltkontakte, z. B. von Tasten, Schaltern oder Relais
werden hinsichtlich des Kontaktwiderstandes bestimmte Forderungen gestellt. Die
Kontakte müssen mit einem Mindestwert an Kontaktkraft aufeinanderliegen, damit der
Kontaktwiderstand nicht zu groß wird. Andererseits darf z. B. bei Relais die Kontaktkraft
nicht zu groß sein, da sonst die über den Magneten zu erzeugende Kraft und damit
die zur Betätigung des Relais erforderliche elektrische Leistung zu groß wird. Bei
Ruhekontakten gelten diese überlegungen für den nichtbetätigten Zustand der Schalteinrichtung
und bei Arbeitskontakten für den betätigten Zustand. Aus diesen Gründen werden die
Kontaktkräfte bei elektrischen Schaltkontakten innerhalb eines vorgegebenen Kraftbereiches
liegen müssen. Beim Zusammenbau einer Schalteinrichtung treten jedoch durch Fertigungstoleranzen
sehr stark verschiedene Kontaktkräfte auf. Deshalb werden bei fast allen Schaltkontakten
die erforderlichen Kontaktkräfte im Wege der Justierung eingestellt mit dem Ziel,
für alle Kontakte einer Schalteinrichtung und weiterhin für alle einander gleichen
Schalteinrichtungen gleiche Kontaktkräfte zu erhalten. Jedem Justiervorgang geht
deshalb eine Messung der vorhandenen Kontaktkraft voraus. Auf Grund der Messung
wird die Kontaktkraft erhöht oder erniedrigt. Danach erfolgt wieder eine Messung
der Kontaktkraft usf., bis schließlich die Kontaktkraft im vorgegebenen Bereich
liegt.
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Für die Kontaktkraftmessung bei elektrischen Schaltkontakten wird
die bekannte Federwaage verwendet. Der Abgreifstift der Federwaage wird an den zu
messenden Kontakt angelegt und die auf die Federwaage ausgeübte Kraft langsam gesteigert,
bis sie die Kontaktkraft überwindet und der Kontakt öffnet. Sobald der Kontakt geöffnet
hat, wird unter Beibehaltung der auf die Federwaage ausgeübten Kraft der Meßwert
an der Federwaage abgelesen. Meist ist eine optische Anzeige des Kontaktzustandes
vorgesehen. Weil nun die justierende Person dabei ihre Aufmerksamkeit zunächst auf
das Öffnen des Kontaktes richten muß und dann erst eine Ablesung des gewonnenen
Meßwertes vornehmen kann, und weil während der Ablesung kleine Kraftzunahmen oder
-abnahmen nicht vermieden werden können, sind Ableseungenauigkeiten nicht zu vermeiden,
besonders wenn bei längerer Arbeitszeit das Konzentrationsvermögen der justierenden
Person allmählich nachläßt. Außerdem kann die Messung nicht beliebig schnell ausgeführt
werden, weil die Kraft nur vorsichtig erhöht werden darf, um beim Öffnen des Kontaktes
die Auslenkung der gemessenen Kontaktfeder nicht schon zu weit zu treffen. Es ist
ersichtlich, daß dieses bekannte Meß- und Justierverfahren sehr ungenau ist und
erhebliche Zeit erfordert. Diese Nachteile machen sich besonders bei kleinen Kontaktkräften
und bei kurzen Kontakten bemerkbar, da bei empfindlichen Schalteinrichtungen, wie
Kleinstrelais, entweder der Kontaktwiderstand oder die Ansprechleistung zu groß
ist, wenn die Kontaktkräfte nicht exakt eingestellt sind.
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Es ist zwar bekannt, an Instrumenten den Zeigerstand elektrisch abzugreifen
und einer elektrischen Anzeigevorrichtung zuzuführen. Ein derartiges Meßgerät löst
jedoch die vorliegende Aufgabe der genauen Kontaktkraftmessung noch nicht, da die
von der justierenden Person verursachte Unsicherheit nicht elimiert werden kann.
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Es ist bereits bekannt, den Kontaktdruck mittels einer Sonde zu messen,
die zwischen die die Kontakte tragenden Federn eingeführt wird und die ihrerseits
aus zwei gegen Federn spreizbaren Kontakten besteht, die mittels hydraulischem oder
pneumatischem Druck geöffnet werden und durch ihr Öffnen den Meßzeitpunkt angeben.
Der im Nebenschluß mittels einer Federwaage gemessene Druck soll dann ein Maß für
den Kontaktdruck der zu messenden Kontakte sein.
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Bei dieser bekannten Vorrichtung ist nicht sichergestellt, daß die
zu messenden Kontakte nicht schon
bei Einführen der Sonde geöffnet
werden. Tatsächlich wird nur der Druck gemessen, der beim Öffnen der Sonde ansteht.
Die Trägheit des Drucksystems und die Ungenauigkeit der Druckanzeige machen eine
Verwendung der vorbekannten Einrichtung zur Messung innerhalb auch nur halbwegs
erträglicher Toleranzen unmöglich. Bei einer anderen bekannten Anordnung wird der
zur Öffnung des zu messenden Kontaktes erforderliche Druck in einer nicht näher
angegebenen Weise dazu verwendet, einen variablen elektrischen Widerstand einzustellen,
dessen Wert über einen Gleichstromverstärker als Spannung einem über den zu messenden
Kontakt aufgeladenen Kondensator mitgeteilt und an diesem gemessen wird. Die Spannung
ist dann ein Maß für die Kontaktkraft. Dieses System ist unter anderem mit der Ungenauigkeit
behaftet, daß der von Fall zu Fall unterschiedliche elektrische Widerstand an den
Kontakten das Meßergebnis verfälscht. Weiterhin gehen die Charakteristik des variablen
Widerstandes und des Gleichstromverstärkers als Fehlerquelle ein.
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Nach der Erfindung wird zur Behebung der geschilderten Nachteile bei
dem eingangs genannten Verfahren ein Analog-Digital-Wandler verwendet, der bei Überschreitung
der die Toleranzgrenzen bestimmenden, vorher festgelegten Grenzwerte Signale in
einen Speicher überführt, wird, ausgelöst durch das Öffnen des zu messenden Kontaktes,
der beim Öffnen des Kontaktes im Speicher vorhandene Inhalt ohne Rücksicht auf weitere
Signalwerte aus dem Analog-Digital-Wandler festgehalten und wird abhängig von der
Anzahl der vom Analog-Digital-Wandler vor dem Öffnen des Kontaktes angegebenen Signale
der Bereich der Kontaktkraft angezeigt.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren stellt das Meßergebnis unmittelbar
eine Aussage dar, ob der gemessene Kontakt innerhalb der gesetzten Toleranzen oder
außerhalb derselben liegt. Das Verfahren ist zudem frei von den Nachteilen der vorbekannten
Verfahren. Es hat weiterhin den Vorteil, daß auch bei einer weiteren Auslenkung
der gemessenen Kontaktfeder der beim Öffnen des Kontaktes anstehende Meßwert und
damit die exakte Kontaktkraft festgehalten wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich sowohl zum Messen der Ruhekontakte
bei nicht betätigter Schalteinrichtung als auch zum Messen der Arbeitskontakte bei
betätigter Schalteinrichtung.
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Wird der mechanisch-elektrische Analog-Digital-Wandler manuell an
den zu messenden Kontakt herangeführt und die Kontaktkraft manuell überwunden, dann
braucht die Auslenkung nur so weit geführt zu werden, daß der Kontakt sich öffnet.
Damit ist die messende Person am Meßvorgang nur noch indirekt beteiligt, und ihr
Konzentrationsvermögen hat keinen Einfluß auf das Meßergebnis mehr.
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Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird mittels
einer programmgesteuerten Vorrichtung der Analog-Digital-Wandler an den zu messenden
Kontakt herangeführt, die Kontaktkraft überwunden und der über die Anzeigevorrichtung
abgeleitete Meßwert zur weiteren Auswertung der Programmsteuerung zugeleitet. Die
Programmsteuerung kann dann noch den vollautomatischen Justiervorgang steuern.
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Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Messen und Anzeigen
der Kontaktkräfte elektrischer Schaltkontakte, insbesondere nach dem vorstehend
beschriebenen Verfahren mit einer Federwaage mit einem elektrischen Meßwandler,
einen den zu messenden Kontakt enthaltenden Stromkreis und einem Speicher.
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Gemäß der weiteren Erfindung wird die Zeigerstellung der Federwaage
über Kontaktbahnen direkt einem zweistelligen Speicher zugeführt und durch das Öffnen
des zu messenden Kontaktes die Übertragung der Zeigerstellung unterbrochen und die
Auswertung des Speicherzustandes eingeleitet. Der besondere Vorteil der Vorrichtung
nach der Erfindung ergibt sich aus der Zuverlässigkeit des mit ihr ausübbaren oben
angegebenen Verfahrens zur Messung der Kontaktkraft.
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Mit Vorteil werden als Einzelspeicher bistabile Kippschaltungen verwendet,
die über die Speicherleitungen mit den Kontaktbahnen des Analog-Digital-Wandlers
verbunden sind, und es wird je nach Zeigercode mit negativer oder positiver Steuerspannung
die eine oder andere Stufe der bistabilen Kippschaltung durchgeschaltet. Dabei ist
es zweckmäßig, den Zeigercode und die Speicherkapazität des Speichers auf den Meßbereich
und auf das gewünschte Auslösungsvermögen des Analog-Digital-Wandlers abzustimmen.
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Als Ausgangscode des Analog-Digital-Wandlers hat sich der Gray-Binärcode
bewährt.
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Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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An den F i g. 1 bis 3, die in zum Teil schematischer Darstellung ausgeführt
sind, wird das Prinzip der Erfindung erläutert.
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Die F i g. 4 bis 6 zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zum Messen.
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Die F i g. 7 bis 11 zeigen in zum Teil schematischer Darstellung ein
Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum Justieren.
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In F i g. 1 ist ein Umschaltekontakt k dargestellt. Ist die Ruhekontaktkraft
zu messen, dann wird der Kontakt m-r geöffnet. Der Analog-Digital-Wandler ADW wird
an die Mittelfeder m angelegt und der Druck so lange erhöht, bis der Kontakt
öffnet. Ist der Umschaltekontakt z. B. auf einem Relais angeordnet, dann ist bei
dieser Messung das Relais nicht betätigt. Soll jedoch die Arbeitskontaktkraft des
Kontaktes in-a gemessen werden, muß das Relais erregt werden. In diesem Zustand
ist die bewegliche Kontaktfeder m vom Arbeitskontaktstück a zu entfernen. Dies erfolgt
wiederum mit dem mechanisch-elektrischen Analog-Digital-Wandler, der die am Wandler
angreifende Kraft in einem entsprechenden elektrischen Code abgibt. Wie aus dieser
Betrachtung zu entnehmen ist, wird bei jeder Kontaktkraftmessung ein Kontakt geöffnet.
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Der Analog Digital-Wandler ADW greift nach F i g. 2 an dem zu messenden
Kontakt k an. Die auf den Wandler ausgeübte Kraft versucht den Kontakt k zu öffnen.
Diese Kraft wird über den Analog-Digital-Wandler in einen elektrischen Code umgewandelt,
der direkt einem Speicher Sp zugeleitet wird. Der Ausgang des Analog-Digital-Wandlers
zeigt während des gesamten Meßvorganges die auf ihn einwirkende Kraft in einem elektrischen
Code an. Solange der Kontakt k noch nicht geöffnet ist, steht dieser Code, d. h.
diese Kraft, auch im Speicher Sp eingetragen. Wird die Kraft am Wandler nun so weit
erhöht, bis der Kontakt k öffnet. dann wird über diesen Kontakt
selbst
der Speicher Sp auf dem gerade entstehenden Meßwert festgehalten, auch dann, wenn
der vom Analog-Digital-Wandler weiterhin gelieferte Meßwert kleiner oder größer
wird. Mit der Abstoppung des Speichervorganges wird auch die Anzeige eingeleitet.
Eine Anzeigevorrichtung Az übernimmt den festgehaltenen Meßwert des Speichers. Die
Anzeige erfolgt im gleichen Code oder kann auf bekannte Weise in jeden beliebigen
Anzeigecode umgewandelt werden. Vor jeder Messung wird der Speicher in die Ausgangslage
gebracht und die Anzeige über die Anzeigevorrichtung gelöscht.
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Wie schon eingangs erläutert, läßt sich das Anlegen des Analog-Digital-Wandlers
auch über eine Vorrichtung bewirken, da jetzt nur eine Kraftzunahmebewegung auszuführen
ist, die sicher zur Öffnung des zu bemessenden Kontaktes führt. Dieses Verfahren
bietet den großen Vorteil, daß damit eine vollautomatische Kontaktkraftmessung und
Kontaktjustierung aufgebaut werden kann. Wie F i g. 3 zeigt, wird der beim Öffnep
des Kontaktes k über die Anzeigevorrichtung Az ableitbare Meßwert einer Programmsteuerung
Pst
zugeführt und zur Steuerung der Justierung verwendet. Je nach Meßwert
wird die Kontaktkraft erhöht oder erniedrigt. Liegt der Meßwert schließlich in dem
vorgegebenen Kraftbereich, dann erfolgt Weiterschaltung auf den nächsten Arbeitsgang.
Eine derartige Kontaktkraftmessung und Justierung ist durch das erfindungsgemäße
Meßverfahren ermöglicht.
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In F i g. 4 ist die Umwandlung der Kontaktkraft in einem elektrischen
Code angedeutet. Als mechanischelektrischer Analog-Digital-Wandler wird eine bekannte
Federwaage verwendet, deren Zeiger Z über mehrere Kontaktbahnen cl ...
en schleift. Die Kontaktbahnen sind entsprechend dem Code und dem gewünschten
Auflösungsvermögen des Meßbereiches ausgebildet. Die Kontaktbahnen weisen Abschnitte
auf, bei denen der Stromkreis über den Zeiger Z geschlossen oder unterbrochen ist.
Die einzelnen Kontaktbahnen sind so voneinander verschieden, daß in jeder einem
Meßwert zugeordneten Zeigerstellung eine verschiedene Verbindung cl . .
. cn gegeben ist. Die Wahl des Codes ist dabei so getroffen, daß bei den
Übergängen auf den benachbarten Meßwert keine falsche Ausgangsinformation entsteht.
Dafür eignet sich insbesondere der Gray-Binärcode, bei dem sich von Codezeichen
zu Codezeichen stets nur eine Stelle ändert, d. h. bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
des Analog-Digital-Wandlers der Zustand von einem der Kontakte cl. . . .
e n.
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In der F i g. 5 wird die Übertragung der Meßwerte dargestellt. Die
über den Analog-Digital-Wandler AD W eingestellte Kontaktkombination cl
... en wird über die Speicherleitung spl ... spn auf die Speicherzellen
des Speichers übertragen (F i g. 6). Ist die entsprechende Kontaktbahn nicht mit
dem Zeiger verbunden, z. B. c 1, dann greift die positive Spannung U 2 über
die Diode D 1 auf die Speicherleitung sp l durch. In der nachgeschalteten
Speicherzelle, einer bistabilen Kippschaltung, wird der Transistor T 1 gesperrt
und der Transistor T 1' leitend. Wenn, wie durch Kontakt c2 angedeutet, der
Zeigerstromkreis z-c2 geschlossen ist, dann greift die negative Spannung U 1 auf
die entsprechende Speicherleitung sp 2 durch. In der nachgeschalteten Speicherzelle
wird der Transistor T1 leitend und der Transistor T 1' gesperrt. Über die
Speicherleitungen sp 1 ... sp n
werden die Speicherzellen je
nach Zustand der zugeordneten Kontaktbahn in den einen oder anderen Schaltzustand
versetzt. Da an jeder Kontaktbahn cl ... en eine Speicherzelle angeschaltet
ist, steht im Gesamtspeicher Sp stets der vom Analog-Digital-Wandler abgegebene
Meßwert an. Die Ansteuerung der Speicherzellen ist vom Schaltzustand des zu messenden
Kontaktes k abhängig gemacht worden. In dem Augenblick, in dem dieser Kontakt öffnet,
wird die Ansteuerung des Speichers unterbunden, und durch das bistabile Verhalten
desselben ist der exakte Meßwert festgehalten. Die Auswertung und Ablesung dieses
Meßwertes wird, wie durch ein Schaltmittel A angedeutet ist, in demselben Augenblick
eingeleitet. Die an den Ausgängen A 1-A n des Speichers stehenden Potentiale
stellen den ermittelten Meßwert in dem Code des Analog-Digital-Wandlers dar. Dieser
Code kann in bekannter Weise auf einen beliebigen Anzeigecode umgewandelt werden.
Die Zurückstellung des Speichers in die Ruhelage erfolgt automatisch, wenn der gemessene
Kontakt k wieder geschlossen wird oder wenn auf einen neuen zu messenden Kontakt
umgeschaltet wird. Dabei wird ja auch der Analog-Digital-Wandler in seine Ausgangslage
gebracht. Die Anschaltung des neuen Kontaktes k löscht auch automatisch die Anzeige.
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Die Erfindung ermöglicht das Justieren von elektrischen Schaltkontakten,
insbesondere unter Ausübung des oben beschriebenen Verfahrens, wobei exakte Meßergebnisse
erzielt werden, die für die weiteren Justiervorgänge erforderlich sind und die sich
auch für den Aufbau einer programmgesteuerten Justieranlage eignen. Zur Messung
der Kontaktkraft wird ein mechanisch-elektrischer Analog-Digital-Wandler verwendet,
der nur zwei der Mindest- und Maximalkontaktkraft des zu messenden Kontaktes entsprechende
Ausgangssignale abgibt, und beim Öffnen des Kontaktes wird der Schaltzustand von
durch die beiden Signale gesteuerten Schaltmittel festgehalten und davon abhängig
der Bereich der gemessenen Kontaktkraft angezeigt. Dabei wird mit Vorteil die Unterscheidung
der Bereiche so getroffen, daß beim Fehlen beider Signale vor dem Öffnen des zu
messenden Kontaktes zu kleine Kontaktkraft, beim Auftreten nur des die Mindestkontaktkraft
kennzeichnenden Signals vor dem öffnen des zu messenden Kontaktes richtige Kontaktkraft
und beim Auftreten beider Signale vor dem öffnen des zu messenden Kontaktes zu große
Kontaktkraft angezeigt wird.
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Der Analog-Digital-Wandler kann bei dieser Vorrichtung ohne Belastung
der messenden Person zur Kontaktkraftmessung verwendet werden, da die elektrische
Umwandlung und Auswertung des Meßwertes von der Auslenkung der Kontaktfeder unabhängig
ist. Über den Analog-Digital-Wandler wird der zu messende Kontakt nur sicher geöffnet.
Die elektrische Auswertung und Anzeige liefert sofort ein Signal, das den folgenden
Arbeitsgang kennzeichnet. Mit einer derartigen Vorrichtung für die Justierung von
elektrischen Schaltkontakten sind Meßfehler ausgeschaltet, und der Justiervorgang
ist zu einer reinen Routinearbeit ohne besondere Konzentration auf den Meßvorgang
geworden. Wenn der zur Meßwertbildung vorgesehene Analog-Digital-Wandler über eine
Haltevorrichtung an die zu messenden Kontakte herangeführt und weiterbewegt wird,
dann können die von der erfindungsgemäßen Vorrichtung abgegebenen Signale zur Steuerung
des Justierwerkzeuges und
des gesamten Justiervorganges ausgenutzt
werden, so daß eine vollautomatische Justierung von elektrischen Schaltkontakten
realisiert werden kann.
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Der Analog-Digital-Wandler mit zwei verschiedenen auf die Mindest-
und Maximalkontaktkraft angepaßten elektrischen Ausgangssignalen nach F i g. 7 wird
an die Mittelfeder m des Kontaktes nach F i g. 1 angelegt und die Kraft so lange
erhöht, bis der Kontakt öffnet. Ist der Umschaltekontakt z. B. auf einem Relais
angebracht, dann ist bei dieser Messung das Relais nicht betätigt. Soll jedoch die
Arbeitskontaktkraft des Kontaktes m-a gemessen werden, muß das Relais erregt werden.
In diesem Zustand ist die bewegliche Kontaktfeder m vom Arbeitskontaktstück
a
zu entfernen. Dies erfolgt wiederum über den mechanisch-elektrischen Analog-Digital-Wandler,
der nur dann ein Ausgangssignal abgibt, wenn die Mindest-oder Maximalkontaktkraft
einwirkt. Wie diese Betrachtung zeigt, wird auch hier bei jedem Meßvorgang ein Ruhekontakt
geöffnet und bei der Mindest-und Maximalkontaktkraft vom Wandler ein elektrisches
Ausgangssignal erzeugt.
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Wie aus F i g. 7 zu ersehen ist, wirkt der Analog-Digital-Wandler
ADW auf den zu messenden Kontakt k ein. Die auf den Wandler ausgeübte Kraft ist
bestrebt, den zu messenden Kontakt k zu öffnen. Für diesen Kontakt k ist die Mindest-
und Maximalkontaktkraft vorgegeben. Bei diesen Kontaktkräften gibt der Analog-Digital-Wandler
ADW die Signale min
und max ab. Beide Signale steuern Speicherschaltmittel.
Das Signal min steuert das Schaltmittel A, das zwei stabile Stellungen
A »0« und A »1« aufweist. Das Signal max wirkt auf das Schaltmittel
B mit den Stellungen B »0« und B »1« ein. Solange der zu messende
Kontakt h geschlossen ist, können die Signale min
und max auf die nachgeschalteten
Speicherschaltmittel einwirken. Setzt man voraus, daß beide Schaltmittel zu Beginn
einer Messung die Ausgangslage A »0« bzw. B »0« einnehmen, dann wird
bei der Messung ein Signal min vor dem Öffnen des zu messenden Kontaktes
k das Speicherschaltmittel A in den Zustand A »l« umsteuern. Der Empfang
des Signals max vor dem Öffnen des zu messenden Kontaktes k
veranlaßt
den Übergang des Speicherschaltmittels B in den Zustand B »1«. Wird der zu messende
Kontakt k geöffnet, dann wird der gerade bestehende Zustand der Speicherschaltmittel
aufrechterhalten und zur Aussage über den Kraftbereich des ermittelten Meßwertes
verwendet. Die Ausgänge A »0«, A »1«, B»0« und B»1« sind über logische Schaltungen
U1, U2 und U3 zusammengefaßt, deren Ausgänge b1, b 2 und b 3 den Kraftbereich
des Meßwertes kennzeichnen. Tritt vor dem Öffnen des zu messenden Kontaktes kein
Signal min oder max auf, dann sind die Speicherschaltmittel in den
Zuständen A »0« und B »0«. Die über die logische Schaltung U 1 vollzogene
Verknüpfung liefert das Ausgangssignal b 1, das zu kleine Kontaktkraft kennzeichnet.
Tritt vor dem öffnen des zu messenden Kontaktes k das Signal min
auf,
dann sind die Speicherschaltmittel in den Zuständen A »1« und B »O«. Die
UND-Schaltung U2
verknüpft diese Bedingungen zu einem Signal b 2, das richtige
Kontaktkraft kennzeichnet. Treten von dem Öffnen des zu messenden Kontaktes beide
Signale min und max auf, dann nehmen die Speicherschaltmittel die
Zustände A»1« und B»1« ein. Diese Bedingungen führen über die UND-Schaltung U3 zu
dem Signal b3, das zu hohe Kontaktkraft kennzeichnet. Wie aus der Erläuterung
zu entnehmen ist, stehen die drei für die Justierung erforderlichen Signale bereit,
wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung eingesetzt wird. Wird die Justierung in bekannter
Weise ausgeführt, dann ergibt der Meßvorgang gleich die Weisung, in welcher Weise
die Justierung vorzunehmen ist. Dies erleichtert und beschleunigt den Justiervorgang
wesentlich. Außerdem sind die Meßunsicherheiten ausgeschaltet. Darüber hinaus bietet
die Justiervorrichtung durch die Ausgangssignale b 1, b 2 und b 3
den Vorteil, daß sie direkt zur Steuerung der Justierwerkzeuge verwendet werden
kann. Dies erlaubt den Aufbau einer vollautomatischen Justieranlage.
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Ein Analog-Digital-Wandler für die Vorrichtung ist in F i g. 8 dargestellt.
Der Zeiger Z einer Federwaage gibt bei zwei bestimmten Auslenkungen, die auf die
Mindest- und Maximalkontaktkraft abgestimmt sind, Kontakt mit den Ausgängen
min und max. Diese Kontakte sind auf einer Bahn verstellbar, so daß
verschiedene Kontaktbereiche eingestellt werden können. Der Gegenkontakt zu dem
beweglichen Zeiger Z kann ein feiner elastischer Draht sein, der senkrecht zum Zeiger
steht. Die Kontaktkraft dieser Meßkontakte ist sehr klein, damit die Charakteristik
des Analog-Digital-Wandlers nicht beeinflußt wird. Dieser kleine Kontaktdruck ist
ausreichend, da nur Steuerströme für die nachgeschalteten Speichermittel geschaltet
werden. Wie F i g. 9 erkennen läßt, wirkt die Steuerspannung U nur so lange auf
die Steuerschaltmittel ein, wie der zu messende Kontakt k geschlossen ist. Der Analog-Digital-Wandler
gibt beim Meßvorgang die Signale min und max ab, und zwar in Form
der Kontaktverbindung z-min und z-max. Da die Auslenkung des Kontaktes k nicht sofort
nach der Öffnung unterbrochen wird, können diese Verbindungen bei jeder Messung
hergestellt werden. Die Einstellung der Speicherschaltmittel wird jedoch nach dem
Öffnen des Kontaktes k unterbunden. Außerdem fällt das Schaltmittel Ab ab,
das die Ausgabe des Meßwertes veranlaßt.
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In F i g. 10 ist eine bistabile Kippschaltung mit den beiden Transistoren
T 1 und T l' gezeigt. Die Ansteuerung dieser Schaltung erfolgt über den Eingang
früh, d. h., diese Kippschaltung stellt das Speicherschaltmittel A dar. Bei jedem
positiven Impuls, der über die Leitung min einläuft, ändert die Kippschaltung
ihren Zustand. Vor jeder Messung erfolgt die Zurückstellung der Schaltung, wie durch
den Kontakt r angedeutet ist. In der Ausgangslage A »0« ist der Transistor
T 1 leitend, so daß der Ausgang A »0«
Erdpotential führt. Gibt der
Analog-Digital-Wandler vor dem Öffnen des zu messenden Kontaktes k das Signal min
ab, dann wird das Speicherschaltmittel A
in den Zustand A »1« umgesteuert.
Der Transistor T 1' wird leitend und der Transistor T 1 gesperrt.
Dieser Zustand des Speicherschaltmittels bleibt festgehalten, auch wenn der Kontakt
z-min am Analog-Digital-Wandler wieder geöffnet wird. Ist vor dem Öffnen des zu
messenden Kontaktes k nur das Signal min vom Wandler abgegeben worden, dann
steht in diesem Augenblick der Speicherzustand A »1« und B»0« fest, der sich auch
dann nicht mehr ändert, wenn nachträglich vom Wandler noch das Signal max gebildet
wird. Beim Öffnen des zu messenden Kontaktes k wird auch die Auswertung des Speicherzustandes
eingeleitet. Dies kann in einfachster Weise durch Anschaltung der Speisespannung
an die logischen
Ausgangskreise U1, U2 und U3 vorgenommen
werden.
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F i g. 11 zeigt z. B. die logische Schaltung U2, .die das Signal b
2 liefert, wenn die gemessene Kontaktkraft richtig ist. Die über die Widerstände
R 4 an der Spannung - Uo liegenden Umschaltekontakte sind Nachbildungen des
Ausgangskreises vom Speicherschaltmittel. Die Ausgänge A »1« und B »O« der
Speicherschaltmittel sind über Widerstände R 5 zusammengefaßt und mit der Steuerelektrode
des NPN-Transistors T2 verbunden. Solange einer der Ausgänge noch negatives Potential
- U0 führt, bleibt der Transistor T 2 gesperrt. Dabei ist die
Spannung - U 2
etwas kleiner als die halbe Spannung - Uo zu wählen.
Sind beide Ausgänge A »1« und B »0« auf Erdpotential, dann wird der
Transistor T2 leitend. Am Ausgang b2 tritt das Potential U2 auf. In
ähnlicher Weise sind die logischen Schaltungen U1 und U3 aufgebaut. Sie werden von
den Ausgängen A »0« und B»0« bzw. A »i« und B»1« gesteuert und liefern das Ausgangssignal
b 1 oder b 3. Diese Ausgangssignale kennzeichnen den weiteren Arbeitsvorgang.
Beim Auftreten des Ausgangssignals b I. muß die Kontaktkraft erhöht werden. Dies
erfolgt von Hand oder wird über die programmgesteuerte Anlage eingeleitet. Tritt
das Signal b 3 auf, dann wird die Kontaktkraft erniedrigt, und beim Signal b 2 ist
der Justiervorgang beendet. Es erfolgt die Umschaltung auf einen neuen Kontakt.
Vor der neuen Messung der Kontaktkraft sind die Speicherschaltmittel in ihre Ausgangslage
zu bringen. Dies kann auch dadurch erfolgen, daß der Zeiger Z des Wandlers in seine
Nullage O zurückkehrt. Dabei werden die Signale min und max erst wieder wirksam,
wenn der zu messende Kontakt k geschlossen ist. Die Auslenkung der zu messenden
Kontaktfeder führt zum elektrischen Signal b 1, b 2
und b 3, und beim
Zurückstellen der Kontaktfeder wird die Vorrichtung automatisch wieder in die Ausgangslage
gestellt.