DE4126534A1

DE4126534A1 - Verfahren zur messung und wertung der induktivitaet eines relais

Info

Publication number: DE4126534A1
Application number: DE19914126534
Authority: DE
Inventors: Josef Orova
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1991-08-10
Filing date: 1991-08-10
Publication date: 1993-02-11
Also published as: WO1993003386A1; JPH06501779A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Verfahren für Messung und Wertung der Induktivität eines elektromagnetischen Relais nach der Gattung des Patentanspruchs 1.

Bei der Herstellung von elektromagnetischen Relais ist die soge nannte Ansprechspannung und Abfallspannung eines Relais im wesent lichen abhängig von dem Magnetkreis und damit von den Fertigungs toleranzen im Magnetkreis, von den Schwankungen der Materialien und vom justierbaren magnetischen Arbeitsluftspalt zwischen Relaisanker und Spulenkern. Da bei der Messung der Ansprechspannung des Relais auch noch die toleranzbehafteten Werte der Rückstellfeder mit ein gehen, ist es an einem fertiggestellten Relais relativ aufwendig zu ermitteln, ob die verschiedenen Daten des Relais innerhalb der zu lässigen Toleranzbereiche liegen. Dies gilt unter anderem auch für die Messung der sogenannten Abbrandreserve an den Relaiskontakten, die an sogenannten Mikrorelais auf Grund beengter Verhältnisse nicht mehr zerstörungsfrei und somit nur noch durch Stichproben gemessen werden.

Mit der vorliegenden Lösung wird ein neues, zerstörungsfreies Ver messen des Relais ermöglicht, um fertigungsbedingte Abweichungen des Erregersystems und ggf. die Abbrandreserve des Relais zu ermitteln und mit den zulässigen Toleranzen zu vergleichen.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Messung und Wertung der Indukti vität des elektromagnetischen Relais geht in vorteilhafter Weise von der Erkenntnis aus, daß bei angedrücktem Anker die fertigungs- und materialbedingten Toleranzen durch die Messung der Induktivität er faßt werden können, indem der Toleranzbereich dieser Teile durch vorgegebene Induktivitäts-Grenzwerte festgelegt werden kann. Durch Vergleich des ermittelten Induktivitätswertes mit den vorgegebenen Grenzwerten läßt sich so in sehr einfacher Weise rasch mit nur einer Messung feststellen, ob das Relais im Toleranzbereich liegt oder aussortiert werden muß. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß durch diese einfache und zuverlässige zerstörungsfreie Meß- und Prüfmethode nicht nur einzelne Stichproben gemacht werden können, sondern daß die gesamte Fertigung nach diesem Verfahren durchgemes sen werden kann, so daß hierdurch auch die Qualitätssicherung ver bessert wird.

Dies gilt auch für die Messung der Abbrandreserve, die gemäß den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen durch eine zweite Induk tivitätsmessung ermittelt werden kann, welche bei abhebendem Anker zu dem Zeitpunkt durchgeführt werden muß, in dem die Relaiskontakte gerade öffnen. Aus einer gespeicherten Kennlinienschar wird hierbei mit dem ersten ermittelten Induktivitätswert über die ihm zugeord nete Kennlinie die Abbrandreserve des Relais ermittelt und mit deren zulässigen Grenzwerten verglichen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung darge stellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 den Schaltungsaufbau zur Messung und Auswertung der Induktivität eines Relais, Fig. 2 den Spannungsverlauf im Entlade kreis der Schaltung nach Fig. 1 und Fig. 3 zeigt das Toleranzfeld der Induktivität des Relais in Abhängigkeit von der Stellung des Ankers.

Beschreibung des Ausführungsbeispieles

In Fig. 1 ist eine Gleichspannungsquelle der Meßschaltung für die Induktivität eines elektromagnetischen Relais mit 10 bezeichnet. Über einen Schalter 11 wird ein Kondensator 12 zur Gleichspannungs quelle 10 parallel geschaltet. Parallel zum Kondensator 12 liegt über einen weiteren Schalter 13 die Erregerspule 14 eines elektro magnetischen Relais 15, dessen Spulenkern 16 mit einem Anker 17 zu sammenwirkt, der von einer Rückstellfeder 18 in seiner Ruhelage gehalten wird. Eine am Anker 17 befestigte Kontaktfeder 19 trägt vorne einen Relaiskontakt 20, der mit einem feststehenden Relais kontakt 21 zusammenwirkt. Mit dem Fühler 22 einer Meßvorrichtung 23 kann der Anker 17 auf den Spulenkern 16 gedrückt oder successive vom Spulenkern 16 mit Hilfe der Rückstellfeder 18 abgehoben werden. Ein Meßstromkreis 24 der Meßvorrichtung 23 ist dabei an die Relaiskon takte 20, 21 angeschlossen, um festzustellen, ob die Relaiskontakte geöffnet oder geschlossen sind. Ein weiterer Meßstromkreis 25 der Meßvorrichtung 23 ist parallel zur Erregerspule 14 angeschlossen. Die Schalter 11 und 13 sind elektrisch oder mechanisch derart gegen einander verriegelt, daß sie - wie gestrichelt angedeutet - nur wechselweise geöffnet und geschlossen sind.

Mit Hilfe der Fig. 2 und 3 soll nunmehr die Wirkungsweise der Meß- und Prüfschaltung nach Fig. 1 erläutert werden. Zunächst wird bei geschlossenem Schalter 11 der Kondensator 12 durch die Gleich spannungsquelle 10 aufgeladen. Mit dem Fühler 22 der Meßvorrichtung 23 wird nun der Anker 17 an den Spulenkern 16 angedrückt, wobei die Relaiskontakte 20, 21 geschlossen werden. In diesem Zustand werden nun die Schalter 11 und 13 umgeschaltet, so daß der Kondensator 12 über die Erregerspule 14 des Relais 15 entladen wird. Fig. 2 zeigt den dabei an der Erregerspule 14 auftretenden Spannungsverlauf. Kon densator 12 und Erregerspule 14 bilden dabei einen Schwingkreis, der gedämpft durch die Ohmschen Widerstände rasch abklingt. In der Meß vorrichtung 23 wird dabei über den Meßstromkreis 25 die Perioden dauer T der ersten vollen Spannungsschwingung an der Erregerspule 14 erfaßt und nach den Gleichungen:
1) f = 1/T
2) L = 1/(2πf)² ·C
wird nunmehr ein erster, in Fig. 3 dargestellter Induktivitätswert M1 für das Erregersystem des Relais 15 ermittelt. Die zulässigen Grenzwerte aus L min und L max sind als Kennlinien in einem Speicher 23a der Meßvorrichtung 23 in Form von Tabellen enthalten. Sie lassen sich für den Weg s = 0 bei anliegendem Anker 10 aus dem Speicher 23a entnehmen und in einer Prüfschaltung 23b der Meßvorrichtung 23 mit dem ermittelten Induktivitätswert M1 vergleichen. Wie Fig. 3 zeigt, liegt der ermittelte Induktivitätswert M1 des Relais 15 zwischen den beiden vorgegebenen Werten M max und M min. Das Relais 15 liegt so mit bzgl. Ansprech- und Abfallspannung im zulässigen magnetischen Toleranzbereich.

Aus Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, daß die Induktivität L eines Relais abhängig vom Weg s, den der Relaiskontakt 20 bei nicht vor handenem festen Kontakt 21 mit dem Abheben des Ankers 17 durchläuft, nach einer im wesentlichen vom Arbeitsluftspalt des Relais abhän gigen Kennlinie abfällt. Neben den beiden Grenzwert-Kennlinien L max und L min ist nun im Speicher 23a noch eine Vielzahl weiterer Kenn linien abgelegt, die gleichmäßig verteilt zwischen den Kennlinien L max und L min liegen. Der ermittelte Induktionswert M1 kann somit einer solchen vom Weg des öffnenden Ankers 17 abhängigen Kennlinie K zugeordnet werden.

Damit wird es möglich, mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 1 auch noch die Abbrandreserve des Relais 15 zerstörungsfrei zu ermitteln. Zu diesem Zweck werden die Schalter 11 und 13 erneut umgeschaltet und der Kondensator 12 wird erneut von der Gleichspannungsquelle 10 aufgeladen. Danach wird über den Meßstromkreis 24 mit den Relais kontakten 20, 21 ein Meßstrom gegeben und der Fühler 22 wird soweit zurückgenommen, bis die Kontakte 20, 21 öffnen. In dieser Stellung des Relais 15 wird nun durch erneutes Umschalten der Schalter 11 und 13 der Kondensator 12 erneut über die Erregerspule 14 entladen und in gleicher Weise wird mit der Meßvorrichtung 23 ein zweiter Induk tivitätswert M2 in der Meßvorrichtung 23 ermittelt. Da dieser Meß wert auf der Kennlinie K liegt, ergibt sich gemäß Fig. 3 aus der Tabelle des Speichers 23a der Weg s2 als Abbrandreserve. Auch dieser Wert s2 wird nunmehr mit vorgegeben, im Speicher 23a abgelegten oberen und unteren Grenzwerten s_min und s_max verglichen. Liegt der ermittelte Wert s2 der Abbrandreserve zwischen den Grenzwerten, so gibt die Meßvorrichtung 23 eine Gut-Anzeige ab. Liegt er außerhalb der Grenzwerte, so gibt sie eine Schlecht-Anzeige ab.

Claims

1. Verfahren zur Messung und Wertung der Induktivität eines elektro magnetischen Relais mit Erregerspule, Spulenkern und Anker zur Betä tigung von Relaiskontakten durch Vergleich mit vorgegebenen Grenz werten für einen fertigungsbedingten Toleranzbereich dieser Teile dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (17) mittels einer Vorrichtung (23) an den Spulenkern (16) des Relais (15) angedrückt und sodann ein Kondensator (12) über die Erregerspule (14) entladen wird, wobei aus der dann im Entladestromkreis auftretenden Spannungsschwingung (U_L) mit einer Meßvorrichtung (23), deren Frequenz bzw. Perioden dauer (f; T) gemessen und daraus ein erster Induktivitätswert (M1) ermittelt sowie mit den vorgegebenen Grenzwerten Mmax Mmin vergli chen wird und daß die Meßvorrichtung (23) ein Signal abgibt, wenn der ermittelte Induktivitätswert (M1) außerhalb des durch die Grenz werte vorgegebenen Toleranzbereiches liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedem zwi schen den Grenzwerten (Mmax, Mmin) liegenden ersten Induktivitäts wert (M1) eine vom Weg (s) des öffnenden Ankers (17) abhängige Kenn linie (K) zugeordnet wird und daß bei öffnenden Relaiskontakten (20, 21) ein zweiter Induktivitätswert (M2) in gleicher Weise mit der Meßvorrichtung (23) ermittelt und über die Kennlinie (K), die zum zurückgelegten Ankerweg proportionale Abbandreserve (s2) der Relais kontakte (20, 21) ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der er mittelte Wert (s2) der Abbandreserve mit vorgegebenen oberen und unteren Grenzwerten (s_min, s_max) verglichen wird und abhängig davon die Meßeinrichtung (23) eine Gut/Schlecht-Anzeige abgibt.