DE102016103658A1

DE102016103658A1 - Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung

Info

Publication number: DE102016103658A1
Application number: DE102016103658.7A
Authority: DE
Inventors: Elke Bäuerle-Zimmermann
Original assignee: GOTTLOB THUMM MASCHB GmbH; GOTTLOB THUMM MASCHINENBAU GmbH
Current assignee: GOTTLOB THUMM MASCHB GmbH; GOTTLOB THUMM MASCHINENBAU GmbH
Priority date: 2016-03-01
Filing date: 2016-03-01
Publication date: 2017-09-07

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung (15), welche zum elektrischen Kontaktieren einer Anschlussanordnung einer elektrischen Baueinheit, wie insbesondere einer solchen mit Wickelkörper, dient und über Anschlussleitungen mit einer Messeinrichtung verbunden oder verbindbar ist. Eine zuverlässige Funktion bei einfacher Bedienung wird dadurch erreicht, dass die Kontaktiereinrichtung (15) einen stationären Kontaktierteil (5) mit mindestens einem Kontaktierelement (50) und einen gegenüber diesem im Betrieb zum Schließen und Öffnen eines Kontakts automatisch betätigbaren bewegbaren Kontaktierteil (12) mit mindestens einem Gegenkontaktierelement (120) aufweist, wobei zum Kontaktieren ein Anschlusselement (17) der Baueinheit zwischen dem Kontaktierelement (50) und dem Gegenkontaktierelement (120) positioniert wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung, welche zum elektrischen Kontaktieren einer Anschlussanordnung einer elektrischen Baueinheit, wie insbesondere einer solchen mit Wickelkörper, dient und über Anschlussleitungen mit einer Messeinrichtung verbunden oder verbindbar ist.
Eine derartige Prüfstation mit Kontaktiereinrichtung dient zum Überprüfen der Funktionsfähigkeit elektrischer Baueinheiten, beispielsweise von Baueinheiten mit einem oder mehreren Wickelkörpern, wie Rotoren, Statoren, Transformatoren, und kann in eine Station einer komplexeren Fertigungsanlage integriert sein. Vorteilhaft hierbei ist auch eine Trageinrichtung zum Entnehmen des Bauteils aus einer vorangehenden Fertigungsstufe, wie z. B. aus einem Tränkgefäß mit Tränkharz. Eine solche automatisch steuerbare Trageinrichtung ist in der DE 10 2012 103 424 B4 und auch in der DE 102 41 805 B4 gezeigt. Zum Kontaktieren von an der elektrischen Baueinheit vorhandenen Anschlusselementen sind z. B. (ohne vorhandenen druckbildlichen Beleg) mittels Schrauben verstellbare Kontaktiermechanismen bekannt, womit ein nicht unerheblicher Betätigungsaufwand verbunden ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung der eingangs genannten Art bereit zu stellen, die mit möglichst wenig Aufwand auch auf lange Sicht zuverlässige Kontaktierungen zur Prüfung von elektrischen Bauteilen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Kontaktiereinrichtung einen stationären Kontaktierteil mit mindestens einem Kontaktierelement und einen gegenüber diesem im Betrieb zum Schließen und Öffnen eines Kontakts automatisch betätigbaren bewegbaren Kontaktierteil mit mindestens einem Gegenkontaktierelement aufweist, wobei zum Kontaktieren ein Anschlusselement der Baueinheit zwischen dem Kontaktierelement und dem Gegenkontaktierelement positioniert wird. Durch diesen Aufbau der Kontaktiereinrichtung werden bei einfacher Bedienung auch noch nach einer Vielzahl von Kontaktierungen auf Dauer zuverlässige Kontaktierungen betreffender Anschlusselemente von Baueinheiten erreicht.
Für den Aufbau und eine zuverlässige Funktion ist dabei vorteilhaft vorgesehen, dass mindestens eine Anschlussleitung mit dem stationären Kontaktierteil verbunden ist.
Zu einem vorteilhaften Aufbau und einer zuverlässigen Funktion tragen auch die Maßnahmen bei, dass der bewegbare Kontaktierteil an einem Schwenkmechanismus angebracht ist, der einen Schwenkhebel und einen mit diesem starr verbundenen Schwenkabschnitt aufweist, welche um eine Schwenkachse schwenkbar gelagert sind, wobei der bewegbare Kontaktierteil an dem Schwenkabschnitt angebracht ist.
Eine sichere Kontaktierung wird ferner dadurch unterstützt, dass der bewegbare Kontaktierteil unter Abstützung mittels eines Federelements, insbesondere einer Druckfeder, an dem Schwenkabschnitt angebracht ist. Hierdurch können eventuelle Toleranzen innerhalb der Kontaktiereinrichtung oder von Anschlüssen verschiedener Bauteile, insbesondere auch wenn mehrere Anschlüsse gleichzeitig zu Kontaktieren sind, vorteilhaft ausgeglichen werden und durch die Federlagerung wird zudem eine zuverlässige Funktion beim Kontaktieren sichergestellt.
Zu einer vorteilhaften Funktionsweise tragen ferner die Maßnahmen bei, dass der Schwenkhebel und der Schwenkabschnitt einen Winkel kleiner als 180°, beispielsweise etwa 90°, einschließen, wobei der bewegbare Kontaktierteil auf der von dem eingeschlossenen Winkel abgekehrten Seite des Schwenkabschnitts angeordnet ist.
Die Bedienung und die Funktion werden auch dadurch begünstigt, dass der Schwenkhebel zum Verschwenken beim Öffnen und Schließen mit einer automatisch steuerbaren Betätigungseinheit verbunden ist.
Weitere Vorteile für die Funktion und Bedienung bei vorteilhaftem Aufbau ergeben sich dadurch, dass die Kontaktiereinrichtung an einer zum Tragen der Baueinheit ausgebildeten Trageinrichtung relativ zu dieser mittels einer Positioniereinheit verstellbar angebracht ist.
Weitere Vorteile für die Funktion werden bei vorteilhaftem Aufbau dadurch erreicht, dass die Kontaktiereinrichtung mittels der Positioniereinheit automatisch in lagegenaue Kontaktierposition des mindestens einen Kontaktierelements und des mindestens einen Gegenkontaktierelements relativ zu mindestens einem zuzuordnenden Anschlusselement einer Baueinheit verfahrbar ist.
Zu einer zuverlässigen Funktion tragen auch die Maßnahmen bei, dass die Positioniereinheit zum Verstellen eine einerseits an der Trageinrichtung und andererseits an der Kontaktiereinrichtung montierte Führungseinheit aufweist.
Zu einem sicheren Betrieb der Kontaktiereinrichtung trägt bei, dass die Positioniereinheit mit einer Auflaufsicherung versehen ist, die bei Erreichen der Kontaktierposition ein weiteres Verfahren der Kontaktiereinrichtung verhindert. Nach Schließen und wieder Aufheben des Kontakts bzw. Beendigung des Prüfvorgangs wird die Kontaktiereinrichtung wieder entsprechend verfahren, bei dem Ausführungsbeispiel angehoben, neu beladen und anschließend zum Kontaktieren des neuen Bauteils wieder in die entsprechende Kontaktierposition gebracht.
Der Aufbau und die Funktion werden ferner dadurch begünstig, dass die Betätigungseinheit zum Öffnen und Schließen des kontaktierenden Anschlusses bzw. Kontakts eine elektrisch oder hydraulisch arbeitende Antriebseinheit aufweist, die an einem von der Schwenkachse abgelegenen Endabschnitt des Schwenkhebels in Angriff gebracht ist.
Weitere vorteilhafte Maßnahmen für die Bedienung und die Funktion bestehen darin, dass die Trageinrichtung zum automatisch gesteuerten Aufnehmen und Bewegen auch unterschiedlicher Baueinheiten ausgebildet ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Ausschnitt aus einer Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung, einer elektrischen Baueinheit und einer Trageinrichtung in perspektivischer Ansicht,
2 die Kontaktiereinrichtung nach 1 in teilweise geschnittener seitlicher Ansicht und
3 einen Ausschnitt der Kontaktiereinrichtung im Bereich eines stationären Kontaktierteils und eines bewegbaren Kontaktierteils.
1 zeigt eine Prüfstation, die beispielsweise in einer industriellen Fertigungsstrecke angeordnet sein kann, mit einer Trageinrichtung 16, die eine elektrische Baueinheit 18 mit mindestens einem Wickelkörper (bzw. einer Wickelanordnung) aufnimmt, beispielsweise einen Stator, Rotor oder Transformator. An der Trageinrichtung 16 ist eine Kontaktiereinrichtung 15 montiert, welche Kontaktelemente 50 und Gegenkontaktierelemente 120 aufweist, um einen elektrischen Kontakt mit einer an der Baueinheit 18 vorhandenen Anschlussanordnung mit einem oder mehreren Anschlusselementen 17 herzustellen. Hierzu kann die Kontaktiereinrichtung 15 mittels einer Positioniereinheit 1 relativ zu der Trageinrichtung 16 und damit auch relativ zu der von der Trageinrichtung 16 aufgenommenen Baueinheit 18 lagegenau so verfahren werden, dass die betreffenden zu kontaktierenden Anschlusselemente 17 zwischen den Kontaktierelementen 50 und diesen unter Abstand gegenüberliegenden Gegenkontaktelementen 120 im geöffneten Zustand der Kontaktiereinrichtung 15 positioniert werden, um durch anschließendes Schließen der Kontaktiereinrichtung 15 die Anschlusselemente 17 mit den Kontaktierelementen 50 und den Gegenkontaktierelementen 120 unmittelbar in innigen elektrischen Kontakt zu bringen.
3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt im Bereich der Kontaktierelemente 50 und der Gegenkontaktierelemente 120 mit den im elektrisch kontaktierten Zustand dazwischen eingeklemmten Anschlusselementen 17 der Baueinheit 18. Auch in 2 ist der elektrisch kontaktierte Zustand der Kontaktiereinrichtung 15 mit einem Anschlusselemente 17 zu erkennen.
Wie die 1 und 2 weiter zeigen, weist die Kontaktiereinrichtung 15 einen Schwenkmechanismus mit einer um eine Schwenkachse 10 schwenkbar gelagerten Schwenkhebelanordnung auf, die auf der einen Seite der Schwenkachse 10 einen mit einer Betätigungseinheit 7 in Angriff gebrachten Schwenkhebel 9 und auf der anderen Seite der Schwenkachse 10 einen mit einem oder mehreren Gegenkontaktierelementen versehenen Schwenkabschnitt 11 aufweist. Dem Schwenkabschnitt 11, der einen bewegbaren Kontaktierteil 12 bildet, steht ein stationärer Kontaktierteil 5 gegenüber, an dem ein oder mehrere Kontaktierelemente 50 angeordnet sind, und der mit elektrischen Leitungen verbunden ist, um einen elektrischen Strom zu einem (nicht gezeigten) Prüf- bzw. Messgerät zu leiten. Der stationäre Kontaktierteil 5, der vorteilhaft mit stabilen Kupferschienen oder Schienen aus einem elektrisch ähnlich gut leitenden Material gebildet ist, stellt ein stabiles Widerlager für die Kontaktierung dar und ergibt einen definierten, robusten Anschluss für die elektrischen Leitungen.
Der stationäre Kontaktierteil 5 mit den Kontaktierelementen 50 und der bewegbare Kontaktierteil 12 mit den Gegenkontaktierelementen 20 bilden Kontaktierbacken zum klemmenden Kontaktieren der Anschlusselemente 17. Um etwaige fertigungstechnische Toleranzen zwischen den Klemmbacken und/oder relativ zu den Anschlusselementen 17 auszugleichen und zudem eine sichere Kontaktierung zu erhalten, sind die Gegenkontaktierelemente 120 an dem Schwenkabschnitt 11 mittels federelastischer Elemente abgestützt, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Druckfedern 13 ausgebildet sind. Dabei liegen die federelastischen Elemente zwischen den Gegenkontaktierelementen 120 und einem stabilen Stützbereich des Schwenkabschnitts 11, wobei der bewegbare Kontaktierteil 12 seinerseits gegen die Federkraft der Druckfeder 13 schwenkbar an dem Stützbereich gelagert ist. Der bewegbare Kontaktierteil 12 weist zum isolierenden Anbringen an dem Stützbereich und auch im Anschlussbereich der Druckfeder 13 einen Isolierkörper auf und ist auf seiner beim Kontaktieren dem betreffenden Anschlusselement 17 zugeordneten Kontaktierseite mit einem oder mehreren gegeneinander isolierten Gegenkontaktierelementen 120 versehen. Entsprechend sind auch bei Vorhandensein mehrerer Kontaktierelemente 50, diese bzw. zumindest die Gegenkontaktierelemente 120 gegeneinander isoliert.
Der Schwenkmechanismus mit dem Schwenkhebel 9 und dem Schwenkabschnitt 11 ist über die Schwenkachse 10 an oder in einem z. B. plattenförmigen Isolierteil 4 schwenkbar gelagert, an dessen einem Endbereich (vorderer Endbereich) der stationäre Kontaktierteil angebracht ist und an dessen anderem Endbereich (hinterer Endbereich) die Betätigungseinheit 7 über weitere, vorzugsweise isolierende Verbindungselemente 6 gelagert ist. Der vorzugsweise plattenförmige Isolierteil 4 ist mit einem Koppelelement 3 mit einem der Kontaktiereinrichtung 15 zugekehrten (unteren) Abschnitt der Positioniereinheit 1 verbunden, welche mit ihrem von der Kontaktiereinrichtung 15 abgelegenen (oberen) Abschnitt über ein z. B. ebenfalls plattenförmiges Halteelement 2 mit der Trageinrichtung 16 verbunden ist. Die Positioniereinheit 1 ist in ihrem Bereich zwischen dem Halteelement 2 und dem Koppelelement 3 verstellbar ausgebildet, wozu z. B. ein Antriebsteil selbst eine längenverschiebbare Führungseinheit 100, wie z. B. teleskopartig hydraulisch verstellbare Zylindereinheit, bildet oder zusätzlich eine Führungseinheit vorhanden ist. Zum Verstellen ist ein (nicht gezeigter) Stellantrieb für eine hydraulische oder elektrische Verstellung vorhanden. Außer einer Verstellbarkeit in Längsrichtung (vorliegend in Höhenrichtung) kann die Positioniereinheit 1 beispielsweise auch mit einer um eine oder mehrere Drehachsen drehbaren Führungen oder in einer oder zwei weiteren rechtwinklig zueinander angeordnete Richtungen verlaufenden Führungen sein, um entsprechende Freiheitsgrade für die Positionierung der Kontaktiereinrichtung zu erhalten. Hierdurch kann die Kontaktiereinrichtung 15 mit dem stationären Kontaktierteil 5 und dem bewegbaren Kontaktierteil 12 relativ zu der Trageinrichtung 16 und damit relativ zu den Anschlusselementen 17 der in der Trageinrichtung 16 aufgenommenen Baueinheit 18 lagegenau positioniert werden. Ferner ist vorteilhaft vorgesehen, dass die Baueinheit 18 innerhalb einer Fertigungsanlage mittels der Trageinrichtung 16 bewegbar ist, beispielsweise von einer Tränkstelle, in der der Wickelkörper mit isolierendem Tränkharz getränkt wird, in eine davon entfernte Weiterbearbeitungsposition, insbesondere auch die Prüfstation. Die Anordnung der Baueinheit 18 relativ zur Trageinrichtung kann von vornherein vorgegeben sein, so dass eine einfache Positionierung der Kontaktiereinrichtung innerhalb der Trageinrichtung 16, beispielsweise lediglich durch Heben und Senken der Kontaktiereinrichtung, erreicht wird. Die Trageinrichtung 16 ist z. B. mit mehreren, z. B. drei steuerbaren Tragarmen versehen wie in den eingangs genannten DE 10 2012 103 424 B4 und DE 102 41 805 B4 ausgeführt.
Zum sicheren Positionieren der Kontaktiereinrichtung ist diese mit einer Auflaufsicherung versehen, die beispielsweise ein Abschalt- bzw. Begrenzungselement aufweist, um ein hartes Auffahren der Kontaktiereinrichtung auf die in der Trageinrichtung aufgenommene Baueinheit 18 zu vermeiden.
Die Betätigungseinheit 7 zum Betätigen des Schwenkmechanismus mit dem bewegbaren Kontaktierteil 12 ist über ein oder mehrere Verbindungselemente 6 und ein Schwenklager 8 mit dem Isolierteil 4 verbunden, wobei das oder die Verbindungselemente 6 zusammen mit dem Isolierteil 4 und dem stationären Kontaktierteil 5 eine starre Einheit bilden, an der die Betätigungseinheit 7 schwenkbar gelagert ist. Die Betätigungseinheit 7 weist einen Verstellteil auf, welcher an seinem einen, dem hinteren Abschnitt des Schwenkhebels 9 zugekehrten Ende mit diesem direkt oder mittelbar verbunden ist. Wie 2 zeigt, weist die Betätigungseinheit 7 zum Betätigen des Schwenkmechanismus einen auf den hinteren Endabschnitt des Schwenkhebels 9 wirkenden Verstellzylinder mit einem verschiebbaren Stellkörper auf, der in einem weiteren Schwenklager 14 drehbar mit dem Schwenkhebel 9 gekoppelt ist, so dass durch Einwirken der Betätigungseinheit 7 auf den Schwenkhebel 9 in Abhängigkeit von der Verstellrichtung (siehe Doppelpfeil in 2) der bewegbare Kontaktierteil 12 zum Schließen oder Öffnen des Kontakts und damit zum Kontaktieren des oder der Anschlusselemente 17 entsprechend bewegt wird.
Zum Ansteuern der Positioniereinheit 1 und der Betätigungseinheit 7 sowie gegebenenfalls auch der Trageinrichtung 16 zum Aufnehmen, Bewegen und Freigeben der Baueinheit 18 ist eine entsprechend ausgebildete Steuerungseinrichtung vorgesehen, in der vorzugsweise eine programmierbare Steuerung angeordnet ist. Die automatische Steuerung der Kontaktiereinrichtung 15 mit der Betätigungseinheit 7 und der Positioniereinheit 1 in Verbindung mit dem beschriebenen Aufbau ergibt eine auch auf lange Dauer zuverlässig funktionierende Kontaktierung betreffender Baueinheiten 18 und trägt somit wesentlich zum benutzerfreundlichen, sicheren Betrieb einer Prüfstation für derartige Baueinheiten bei.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012103424 B4 [0002, 0024]
DE 10241805 B4 [0002, 0024]

Claims

Prüfstation mit einer Kontaktiereinrichtung (15), welche zum elektrischen Kontaktieren einer Anschlussanordnung einer elektrischen Baueinheit, wie insbesondere einer solchen mit Wickelkörper, dient und über Anschlussleitungen mit einer Messeinrichtung verbunden oder verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiereinrichtung (15) einen stationären Kontaktierteil (5) mit mindestens einem Kontaktierelement (50) und einen gegenüber diesem im Betrieb zum Schließen und Öffnen eines Kontakts automatisch betätigbaren bewegbaren Kontaktierteil (12) mit mindestens einem Gegenkontaktierelement (120) aufweist, wobei zum Kontaktieren ein Anschlusselement (17) der Baueinheit zwischen dem Kontaktierelement (50) und dem Gegenkontaktierelement (120) positioniert wird.
Prüfstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Anschlussleitung mit dem stationären Kontaktierteil (5) verbunden ist.
Prüfstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Kontaktierteil (12) an einem Schwenkmechanismus angebracht ist, der einen Schwenkhebel (9) und einen mit diesem starr verbundenen Schwenkabschnitt (11) aufweist, welche um eine Schwenkachse (10) schwenkbar gelagert sind, wobei der bewegbare Kontaktierteil (12) an dem Schwenkabschnitt (11) angebracht ist.
Prüfstation nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegbare Kontaktierteil (12) unter Abstützung mittels eines Federelements, insbesondere einer Druckfeder (13), an dem Schwenkabschnitt (11) angebracht ist.
Prüfstation nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (9) und der Schwenkabschnitt (11) einen Winkel kleiner als 180° einschließen, wobei der bewegbare Kontaktierteil (12) auf der von dem eingeschlossenen Winkel abgekehrten Seite des Schwenkabschnitts (11) angeordnet ist.
Prüfstation nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (9) zum Verschwenken beim Öffnen und Schließen mit einer automatisch steuerbaren Betätigungseinheit (7) verbunden ist.
Prüfstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiereinrichtung an einer zum Tragen der Baueinheit ausgebildleten Trageinrichtung (16) relativ zu dieser mittels einer Positioniereinheit (1) verstellbar angebracht ist.
Prüfstation nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktiereinrichtung mittels der Positioniereinheit (1) automatisch in lagegenaue Kontaktierposition des mindestens einen Kontaktierelements (50) und des mindestens einen Gegenkontaktierelements (120) relativ zu mindestens einem zuzuordnenden Anschlusselement (17) einer Baueinheit verfahrbar ist.
Prüfstation nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinheit (1) zum Verstellen eine einerseits an der Trageinrichtung (16) und andererseits an der Kontaktiereinrichtung montierte Führungseinheit (100) aufweist.
Prüfstation nach einem der Ansprüche 7 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Positioniereinheit (1) mit einer Auflaufsicherung versehen ist, die bei Erreichen der Kontaktierposition ein weiteres Verfahren der Kontaktiereinrichtung verhindert.
Prüfstation nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Betätigungseinheit (7) zum Öffnen und Schließen des Kontaktes eine elektrisch oder hydraulisch arbeitende Antriebseinheit aufweist, die an einem von der Schwenkachse (10) abgelegenen Endabschnitt des Schwenkhebels (9) in Angriff gebracht ist.
Prüfstation nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Trageinrichtung (16) zum automatisch gesteuerten Aufnehmen und Bewegen auch unterschiedlicher Baueinheiten ausgebildet ist.