DE892484C

DE892484C - Electric relay

Info

Publication number: DE892484C
Application number: DET1508D
Authority: DE
Inventors: Per Johan Samuel Enger
Original assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Current assignee: Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date: 1942-11-17
Filing date: 1943-11-12
Publication date: 1953-10-08
Also published as: FR899569A; GB603147A

Description

Damit ein elektrisches Relais, das bewegliche Teile aufweist, fehlerfrei arbeitet und hochempfindlich ist, dürfen diese Teile nicht durch Kräfte, die nicht eindeutige Funktionen der Größe eines zum Relais gelangenden elektrischen Impulses sind, beeinflußt werden. Sonstige Kräfte, wie z. B. äußere Beschleunigungen und Reibung, stören die Arbeit des Relais. Die Erfindung betrifft ein Relais, bei dem derartige ungewollte Kräfte beseitigt sind. Dies wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß das Relais zwei um je eine Drehachse bewegliche Arme besitzt, die derart bemessen und angeordnet sind, daß ihre Trägheitsmomente hinsichtlich ihrer Drehachsen gleich oder nahezu gleich groß sind und daß ihre Schwerpunkte in oder in der Nähe dieser Drehachsen liegen, damit das Relais gegen die Einwirkung
wird.So that an electrical relay that has moving parts works properly and is highly sensitive, these parts must not be influenced by forces that are not unambiguous functions of the magnitude of an electrical pulse reaching the relay. Other forces, such as B. external accelerations and friction, interfere with the operation of the relay. The invention relates to a relay in which such undesired forces are eliminated. This is mainly achieved in that the relay has two arms, each movable around an axis of rotation, which are dimensioned and arranged in such a way that their moments of inertia are the same or almost the same with regard to their axes of rotation and that their centers of gravity are in or near these axes of rotation, thus the relay against the action
will.

äußerer Beschleunigungen unempfindlichinsensitive to external accelerations

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der Zeichnung beschrieben, in der Fig. ι einen Grundriß undThe invention is described below with reference to the drawing in which Fig. Ι a plan and

Fig. 2 einen Aufriß eines Relais nach der Erfindung beispielsweise zeigen, währendFig. 2 shows an elevation of a relay according to the invention, for example, during

Fig. 3 eine Einzelheit veranschaulicht, aus der das Auswuchten der Arme des Relais hervorgeht.Figure 3 illustrates a detail showing the balancing of the arms of the relay.

Zuerst sei beschrieben, wie das Relais aufgebaut ist, um es gegen die Einwirkung von äußeren Beschleunigungen unempfindlich zu machen. Falls ein Relais solchen Beschleunigungen ausgesetzt wird, z. B. bei beweglichen Geräten oder dadurch, daß es auf einer schwingenden Unterlage angebracht ist, werden die beweglichen Teile durch störendeFirst it will be described how the relay is constructed in order to protect it against the effects of external accelerations to make insensitive. If a relay is subjected to such accelerations, z. B. in moving devices or by being attached to a vibrating surface, the moving parts are disruptive

Massenkräfte beeinflußt, die darum beseitigt werden müssen. Nach der Erfindung besteht deshalb das bewegliche System des Relais aus zwei Armen ι und 2 mit Antriebsvorrichtung Ii und Kontaktan-Ordnung 2i. Die Masse der Antriebsvorrichtung 11 und der Kontaktanordnung 21 geht als Teil der Masse jedes Armes ein. Die Arme 1 und 2 sind so aufgehängt, daß sie um die einander parallelen Drehachsen 10 bzw. 20 beweglich sind. Sie sind durch Gegengewichte 12 bzw. 22 derart ausgewuchtet, daß der Schwerpunkt jedes Armes in der Drechachse ιό bzw. 20 des betreffenden Armes liegt. Die Massenverteilung ist für beide Arme möglichst gleich. Wenn man daher zwei beliebige, je im Verhältnis zu ihrem Arm gleichförmig angeordnete . Achsen wählt, wird darum das Trägheitsmoment der Arme hinsichtlich der betreffenden Achse gleich groß. Insbesondere werden die Trägheitsmomente hinsichtlich der Drehachsen gleich groß. Die Arme sind derart im Relais angeordnet, daß der eine Arm in die Lage des zweiten kommen würde, wenn man die Annahme macht, daß er eine halbe Drehung um eine gewisse, parallel mit den Drehachsen angeordnete Achse gedreht würde. Die beiden Arme sind miteinander durch ein Glied 3 verbunden. Wenn der eine Arm im Uhrzeigersinne gedreht wird, wird der zweite Arm dabei zwangsläufig durch dieses Glied gezwungen, sich um einen gleich großen Winkel in entgegengesetzter Richtung zu drehen. Die Masse des Gliedes 3 kann als zur Hälfte in der Masse des einen Armes und zur Hälfte in der des zweiten enthalten angesehen werden.Influences mass forces, which must therefore be eliminated. According to the invention therefore exists the mobile system of the relay from two arms ι and 2 with drive device Ii and contact arrangement 2i. The mass of the drive device 11 and contact assembly 21 is included as part of the mass of each arm. Arms 1 and 2 are like this suspended so that they are movable about the parallel axes of rotation 10 and 20, respectively. they are balanced by counterweights 12 and 22 so that the center of gravity of each arm in the Rotation axis ιό or 20 of the arm in question is. The mass distribution is as possible for both arms same. If, therefore, we have any two, each arranged uniformly in relation to their arm . Axes, therefore the moment of inertia of the arms with respect to the axis concerned will be the same great. In particular, the moments of inertia with regard to the axes of rotation are the same. The arms are arranged in the relay in such a way that one arm comes into the position of the second would, if one makes the assumption that it is a half turn of a certain amount, parallel with the Axis of rotation arranged axis would be rotated. The two arms are connected to one another by a link 3 tied together. If one arm is rotated clockwise, the second arm is inevitably forced by this limb to move around one to rotate the same angle in the opposite direction. The mass of the link 3 can be used as the Half contained in the mass of one arm and half in that of the second will.

Wenn das Relais einer Translationsbeschleunigung¹ in beliebiger Richtung ausgesetzt wird, wird jeder Arm durch Massenkräfte, deren. Resultierende im Schwerpunkt des betreffenden Armes liegt, angegriffen. Da der Schwerpunkt in der Drehachse liegt, wird durch die Beschleunigung kein Moment um die Drehachse erzeugt. Die auf die Kontaktanordnung wirkende resultierende Kraft wird folglich auch gleich Null.When the relay is subjected to a translational acceleration ¹ in any direction, each arm is subjected to inertia forces, their. Resultant in the center of gravity of the arm in question is attacked. Since the center of gravity lies in the axis of rotation, the acceleration does not generate any moment around the axis of rotation. The resulting force acting on the contact arrangement is consequently also equal to zero.

Wenn das Relais einer gleichförmigen oder ungleichförmigen Drehbewegung um eine beliebige Drehachse ausgesetzt wird, werden die Arme Beschleunigungen, die Normal- und Tangentialkräfte erzeugen, ausgesetzt, die im allgemeinen Drehmomente auf jedem Arm um dessen Drehachse bewirken. Infolge der Form und Stellung der Arme sind ihre Momente gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Auf das Glied 3 wirken deshalb zwei von je einem Arm herrührende Kräfte. Diese Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet, weshalb die beiden Arme an der Bewegung des Relais teilnehmen, ohne ihre gegenseitige! Lage oder ihre Lage in bezug auf die beiden Drehachsen 10 und 20 zu ändern. Die Kontaktanordnung wird also keinen Kräften ausgesetzt. Das Relais ist folglich gegen äußere Beschleunigungen ausgewuchtet. Wenn die Arme von gelagerten Wellen abgestützt werden, treten in den Lagern Reibungskräfte auf, die auf die Arbeit des Relais störend einwirken, zumal die Reibungskräfte ihre Richtung ändern, je nachdem die Arme sich in der einen oder anderen Richtung zu· bewegen streben. Wenn die Achsen ohne Spiel in den Lagern ruhen, können mechanische Spannungen auftreten und die Reibungskräfte groß werden. Ist andererseits ein Spiel vorhanden, so ist die tatsächliche Drehachse nicht eindeutig bestimmt. Teils wird hierdurch die Bewegung der Arme nicht die theoretisch richtige, was die Auswuchtung dies Systems stören könnte, teils könnten Stöße auftreten, die die Kontaktanordnung betätigende Kräfte hervorrufen.If the relay of a uniform or non-uniform If rotational movement around any axis of rotation is exposed, the arms become accelerations, the normal and tangential forces generate, exposed, the generally torques on each arm about its axis of rotation cause. Due to the shape and position of the arms, their moments are equal but opposite directed. Therefore, two forces, each originating from one arm, act on the link 3. These Forces are equal and oppositely directed, which is why the two arms are involved in the movement of the relay participate without their mutual! Position or their position in relation to the two axes of rotation 10 and 20 to change. The contact arrangement is therefore not subjected to any forces. The relay is thus balanced against external accelerations. When the arms are supported by bearing shafts frictional forces occur in the bearings, which have a disruptive effect on the operation of the relay, especially since the frictional forces change their direction, depending on whether the arms are in one way or the other Direction to · strive to move. If the axes rest in the bearings without play, mechanical Tensions occur and the frictional forces become large. On the other hand, if there is a game, so the actual axis of rotation is not clearly determined. Part of this is the movement the arms are not theoretically correct, which could disturb the balancing of this system, partly shocks could occur which cause the contact arrangement actuating forces.

Um die Reibungskräfte zu beseitigen, sind die Arme des Relais nach der Erfindung federnd aufgehängt. Um die Drehachse eindeutig zu bestimmen, ist die Aufhängung mit paarweise angebrachten, einander kreuzenden Federn ausgeführt. Jeder Arm i, 2 wird an zwei Blattfederpaaren aufgehängt. Er ist dazu mit einem Balken 13 bzw. 23 versehen, und an jedem Ende dieser Balken sind zwei Federn 14 und 15, 16 und 17, 24 und 25, 26 und 27 befestigt, deren andere Enden an zwei auf dem Relaisgestell angeordneten Balken 41 und 42 befestigt sind. Die Bewegung des Armes kann unter Biegung der ursprünglich geraden Federn geschehen. Dabei entsteht ein Biegemoment, das die Arme -zur Ausgangslage zurückzuführen strebt. Andere Reibungen in der Aufhängung außer der inneren Reibung der Federn treten nicht auf, und falls die auftretenden Spannungen innerhalb der Elastizitätsgrenze liegen, ist ihre Größenordnung niedrig. Die Drehachsen werden in den Schnittlinien zwischen den neutralen Schichten der betreffenden Federn Liegen. Die Lage einer solchen Schnittlinie ist von der Größe der Durchbiegung der Federn abhängig; für kleine Bewegungen der Arme ändert sie sich sehr unbedeutend, weshalb die Drehachse des Armes als unveränderlich angesehen ■werden kann. Sie ist jedenfalls, soweit keine Feder durchgeknickt ist, ganz eindeutig bestimmt. Folglich sind Störungen, die von Reibungen oder Spiel herrühren, bei dem Relais nach der Erfindung beseitigt worden.In order to eliminate the frictional forces, the arms of the relay according to the invention are resiliently suspended. In order to clearly determine the axis of rotation, the suspension is attached in pairs, feathers crossing each other. Each arm i, 2 is suspended from two pairs of leaf springs. For this purpose it is provided with a bar 13 or 23, and at each end of these bars are two springs 14 and 15, 16 and 17, 24 and 25, 26 and 27 attached, the other ends of which are attached to two beams 41 and 42 arranged on the relay frame are. The arm can move by bending the originally straight springs. This creates a bending moment that the arms strive to return to the starting position. There are no other frictions in the suspension apart from the internal friction of the springs, and if the stresses that occur are within the elastic limit, their magnitude is in the order of magnitude low. The axes of rotation are in the intersection lines between the neutral layers of the concerned Feathers lie. The position of such a cutting line depends on the size of the deflection dependent on feathers; it changes very insignificantly for small movements of the arms, which is why the The axis of rotation of the arm can be viewed as unchangeable. In any case, so far it is not a feather is bent, clearly determined. Consequently, interference is caused by friction or play have been eliminated in the relay according to the invention.

Wenn im Antriebssystem Eisenmassen vorhanden sind, die mit abwechselnder Stärke magnetisiert werden, sind die Kräfte, die das bewegliche System des Relais beeinflussen, nicht immer gleich groß, denn die Stärke der magnetischen Kraft wird verschieden, je nachdem die Eisenmassen vorher stärker oder schwächer erregt waren.If there are iron masses in the drive system, which are magnetized with alternating strength the forces that affect the moving system of the relay are not always the same, for the strength of the magnetic force varies according to the amount of iron before were more or less aroused.

Hysteresis wird vermieden, wenn· die Antriebsvorrichtung des Relais aus einer von den zum Relais gelangenden Stromimpulsen durchflossenen Spule 11 besteht, die im Luftraum 5 eines kräftigen, mit Polschuhen 43, 44,45 geeigneter Form versehenen Dauermagneten 40 liegt. Die Polschuhe werden derart gesättigt, daß das verhältnismäßig schwache, durch den Spulenstrom erregte Feld keine merkbare Hysteresis erzeugt.Hysteresis is avoided if · the drive device of the relay from one of the current pulses flowing through to the relay Coil 11 consists in the air space 5 of a powerful, permanent magnets 40 provided with pole shoes 43, 44, 45 of a suitable shape. The pole shoes are so saturated that the relatively weak field excited by the coil current does not noticeable hysteresis is generated.

Wenn die Arme des beschriebenen Relais an den Federn aufgehängt sind, ist es schwer, das Auswuchten mit genügender Genauigkeit auszuführen. Die Arme werden daher vor der Befestigung ausgewuchtet, um eine Einwirkung der FederkräfteWhen the arms of the relay described are suspended from the springs, it is difficult to balance to be carried out with sufficient accuracy. The arms are therefore balanced before attachment, an effect of the spring forces

während des Auswuchtens auszuschalten. Das Relais wird deshalb mit einer Schneide i8 (Fig. 3) ausgeführt, die in einer solchen Lage am Arm befestigt ist, daß die eigentliche Schneidekante in der Schnittlinie zwischen den neutralen Schichten der Federn oder nahe, an dieser Schnittlinie in bekannter Entfernung davon liegen wird.off during balancing. The relay is therefore with a cutting edge i8 (Fig. 3) executed, which is attached to the arm in such a position that the actual cutting edge in the line of intersection between the neutral layers of the feathers or close to this line of intersection in known Distance from it will be.

Wenn die Schneide in der Schnittlinie liegt, wird der Arm ausgewuchtet, indem die Schneide auf eine feste, nur während des Auswuchtens verwendete Stütze 6 aufgesetzt und das Gegengewicht 12 auf dem Arm derart eingestellt wird, daß das Gleichgewicht des Armes auf der Schneide indifferent wird. Wenn die Schneide in einiger Entfernung von der Schnittlinie liegt, wird in ähnlicher Weise ausgewuchtet, jedoch so, daß das Gleichgewicht stabil wird und der Arm eine Neigung gegen die Senkrechte erhält, die von der Lage der Schneide im Verhältnis zur gewünschten Lage des Schwerpunktes bedingt ist. Außerdem wird in diesem. Fall das Gegengewicht derart abgestimmt, daß der Arm, wenn er um seine Gleichgewichtslage schwingt, eine Schwingungsfrequenz erhält, die dem Trägheitsmoment des Armes und dem gewünschten Abstand des Schwerpunktes von der Schneide entspricht.When the cutting edge lies in the cutting line, the arm is balanced by placing the cutting edge on a fixed support 6 used only during balancing and adjusting the counterweight 12 on the arm in such a way that the balance of the arm on the cutting edge becomes indifferent. If the cutting edge is some distance from the cutting line, balancing is carried out in a similar way, but in such a way that the equilibrium is stable and the arm is inclined from the vertical, which is determined by the position of the cutting edge in relation to the desired position of the center of gravity . Also in this. If the counterweight is tuned in such a way that the arm, when it swings about its equilibrium position, receives an oscillation frequency which corresponds to the moment of inertia of the arm and the desired distance of the center of gravity from the cutting edge.

Das beschriebene Verfahren zum Auswuchten und zur Beseitigung von störenden Kräften bei einem elektrischen Relais kann natürlicherweise im Rahmen der Erfindung auch für andere Apparate gebraucht werden, die, wie das geschilderte Relais, von den angegebenen störenden Kräften frei sein müssen.The described method for balancing and eliminating disruptive forces An electrical relay can of course also be used for other apparatus within the scope of the invention are needed that, like the relay described, are free from the specified disruptive forces have to.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Electrical relay, characterized in that the relay has two axes of rotation each contains movable arms which are dimensioned and arranged so that their moments of inertia with regard to their own axes of rotation are the same or almost the same size and that their centers of gravity in or near the The axes of rotation are so that the relay is insensitive to the effects of external accelerations will.

2. Relay according to claim 1, characterized in that the arms are connected to one another in this way are that under the action of external accelerations they are of equal magnitude Angles can be rotated in opposite directions.

3. Relay according to claim 2, characterized in that the arms are the electrically influenceable movable drive device and contact arrangement of the relay.

4. Relay according to claim 3, characterized in that the arms are suspended on springs are.

5. Relay according to claim 3 or 4, characterized in that each of the two arms on two pairs of springs that cross each other and are straight when equilibrated are suspended, so that the axis of rotation is in the line of intersection between the neutral layers of each other feathers crossing each other so that the rotation of the arms does not move it.

6. Relay according to claims 2, 4 or 5, characterized in that the two arms are connected to each other by a connecting link, which consists of a firmly clamped in the arms, at equilibrium there is a straight, resilient device.

7. Relay according to one of the preceding claims, characterized in that the electrical influenceable movable device of the relay from one in a magnetic field arranged coil consists.

8. Relay according to one of the preceding claims, characterized in that each of the rotatable arms is provided with blades attached to the arm, which are used for balancing of the arms are used before their installation and are as close as possible to the axis of rotation around the the arm moves after installation.

1 sheet of drawings