DE918342C

DE918342C - Arrangement for the rapid movement of levers

Info

Publication number: DE918342C
Application number: DES6602D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Puttfarcken
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-11-07
Filing date: 1944-11-07
Publication date: 1954-09-23

Description

Anordnung zur schnellen Bewegung von Hebeln Auf vielen Anwendungsgebieten, insbesondere in der Elektrotechnik, besteht die Aufgabe, ein Element, beispielsweise einen Hebel, um einen Drehpunkt mit Hilfe einer Kraft zu verschwenken, wobei es darauf ankommt, mit möglichst geringen Kräften bei gegebener Masse große Beschleunigungen bzw. kurze Bewegungszeiten zu erreichen. Hierbei ergeben sich in der Regel die günstigsten Bedingungen, wenn die Kraft senkrecht zur Richtung des zu bewegenden Elements bzw. zu dessen Längsachse des Hebels angreift.Arrangement for the rapid movement of levers In many fields of application, in particular in electrical engineering, the task is to create an element, for example a lever to pivot a pivot point with the help of a force, whereby it What matters is high accelerations with the lowest possible forces for a given mass or to achieve short movement times. This usually results in the cheapest Conditions if the force is perpendicular to the direction of the element to be moved or acts on the longitudinal axis of the lever.

Unter Umständen muß ein derartig zu bewegendes Element die Aufgabe erfüllen, daß es in seiner Endlage einen Abstand zwischen zwei gegebenen Teilen überbrückt, wobei dieser Abstand gegeben ist. Wenn dieser Abstand beispielsweise durch zwei parallele, zur Richtung der Kraft senkrechte Flächen bestimmt ist, so besteht die Möglichkeit, diese Aufgabe mit beweglichen Elementen verschiedener Länge zu lösen, die je nach ihrer Länge mehr oder weniger schräg liegen.Under certain circumstances, such an element to be moved must do the job meet that there is a distance between two given parts in its end position bridged, this distance being given. If this distance is, for example is determined by two parallel surfaces perpendicular to the direction of the force, so there is the possibility of this task with movable elements of different lengths to solve, which are more or less oblique depending on their length.

Nach der vorliegenden Erfindung erhält man unter der Annahme einer mit bestimmter Größe an dem Ende des beweglichen Elements angreifenden Kraft eine optimale Lösung, wenn das bewegliche Element von solcher Länge gewählt wird, daß es in seiner Mittellage einen Winkel von 551 gegenüber der Kraftrichtung einschließt. Die Voraussetzungen ändern sich hierbei bei einem Winkel von ± 5° verhältnismäßig wenig, so daß es beispielsweise bei einer Bewegung des Elements, die rot entspricht, am günstigsten ist, den Winkel in der Anfangslage mit 6o'°', in der Endlage mit 5o° zu wählen. Auf eine sehr genaue Einhaltung des Winkels kommt es insbesondere bei im Verhältnis zur Länge kleinen Bewegungen, also kleinem Ausschlagwinkel,wenig an, so daß ein Bereich von q.o bis 7o° als bevorzugt bezeichnet werden kann.According to the present invention, assuming a with a certain magnitude acting on the end of the movable element a force optimal solution if the movable element is chosen to be of such a length that in its central position it encloses an angle of 551 with respect to the direction of force. The prerequisites change proportionally at an angle of ± 5 ° little, so that, for example, when the element moves that corresponds to red, at the The most favorable is the angle in the starting position with 6o '°', in the end position with 5o ° to choose. It is particularly important to maintain the angle very precisely Small movements in relation to the length, i.e. a small deflection angle, little, so that a range from q.o to 70 ° can be designated as preferred.

Hierbei ist die Erkenntnis berücksichtigt, daß bei gegebenem Abstand zwischen den zu überbrückenden Flächen und bei festliegendem Querschnitt des beweglichen Teiles, dessen Gewicht (Masse) um so größer wird, je schräger die Lage gewählt ist, während andererseits bei sehr kleiner Länge, wo also Kraftrichtung und Richtung der Längsachse des Hebels annähernd zusammenfallen, ein verhältnismäßig sehr großer Winkel zurückgelegt werden muß. Der günstigste Ausgleich zwischen diesen beiden einander widersprechenden Voraussetzungen ergibt sich bei einer Lage in dem erwähnten Bereich.This takes into account the knowledge that at a given distance between the surfaces to be bridged and with a fixed cross-section of the movable one Part, the weight (mass) of which becomes greater, the more inclined the position is chosen, while on the other hand with a very short length, so where force direction and direction coincide approximately with the longitudinal axis of the lever, a relatively very large one Angle must be covered. The cheapest balance between the two contradicting conditions arise in a situation in the mentioned Area.

Als Anwendungsgebiet kann beispielsweise eine Schalteinrichtung zugrunde gelegt werden, bei der zwischen zwei Elektroden, die zugleich Magnetpole darstellen, ein (oder auch viele) beweglicher ferromagnetischer Teil so angeordnet werden soll, daß er durch Einschaltung des Feldes in eine Lage gebracht werden soll, bei der er eine elektrische Verbindung zwischen den beiden Anschlägen darstellt, also einen Stromkreis schließt, bei einer Entregung aber abfällt und den Stromkreis wieder unterbricht.A switching device, for example, can be used as a field of application are placed, in which between two electrodes, which also represent magnetic poles, one (or many) movable ferromagnetic part is to be arranged in such a way that that he is to be brought into a position by activating the field in which it represents an electrical connection between the two stops, so one Circuit closes, but drops out in the event of de-excitation and the circuit again interrupts.

Bei einer solchen Ausführung mit Magnetkraft, bei der der bewegliche Teil als ganzer innerhalb eines Magnetfeldes beweglich ist, ergibt sich ein Sonderfall dann, wenn das Element so geformt. ist, daß seine dem Magnetpol zugewandten Flächen parallel zu den Polflächen verlaufen. In diesem Falle wird bei gegebener Kraftliniendichte an dem beweglichen Teil die Austrittsfläche um so größer, je größer der Winkel zwischen Kraftrichtung und Längsachse des Hebels ist, so daß an der Austrittsfläche eine um so geringere Kraftliniendichte besteht. Es ist also hierbei auch die Größe der Kraft von dem Winkel zwischen Stabachse und Austrittsfläche abhängig. Unter Berücksichtigung dieses Einflusses ist der optimale Winkel zwischen Kraftrichtung und Richtung der Längsachse nicht mehr 55O', sondern q.5° als Optimum innerhalb eines bevorzugten Bereiches von etwa 3o bis 6o°.In such a version with magnetic force, in which the movable Part as a whole is movable within a magnetic field, there is a special case then when the item is shaped. is that its surfaces facing the magnetic pole run parallel to the pole faces. In this case, for a given density of lines of force on the moving part, the larger the exit surface, the larger the angle between Direction of force and longitudinal axis of the lever is so that at the exit surface a the lower the density of lines of force. So here it is also the size of the Force depends on the angle between the rod axis and the exit surface. Considering this influence is the optimal angle between the direction of force and the direction of the Longitudinal axis no longer 55O ', but q.5 ° as the optimum within a preferred one Range from about 3o to 6o °.

Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist in gleicher Weise auch bei Anordnungen zweckmäßig, bei denen nicht die Pole selbst Elektroden darstellen, sondern die Elektroden beliebig in dem Zwischenraum zwischen den Polen angeordnet werden können, wobei eine Schräglage gegenüber dem Feld nicht durch die Aufgabe einer Überbrückung des Abstandes, sondern dadurch bedingt wird, daß andernfalls auf das ferromagnetische Element durch das Feld kein Drehmoment ausgeübt würde. Dieser Fall ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn die Schalteinrichtung so ausgebildet ist, daß sie in entregtem Zustand geschlossen, in erregtem Zustand aber geöffnet ist. Die angegebenen Winkel sind bei Stäbchen, deren Länge im Verhältnis zum Querschnitt groß ist, von der Größe des Querschnitts unabhängig. Ebenso gelten diese auch für Hebel (Stäbchen), bei denen sich der Ouerschnitt über die Länge stetig ändert.The application of the inventive concept is also in the same way Arrangements expedient in which not the poles themselves represent electrodes, but the electrodes can be arranged anywhere in the space between the poles can, whereby an inclination with respect to the field not by the task of a bridging of the distance, but is conditioned by the fact that otherwise on the ferromagnetic Element through the field no torque would be exerted. This case is particular then of importance when the switching device is designed so that it is de-energized Closed state, but open when energized. The specified angles are of the size in rods, the length of which is large in relation to the cross-section independent of the cross-section. These also apply to levers (chopsticks), at which the cross-section changes continuously over the length.

Die angegebenen Winkel stellen in den Fällen ein Optimum dar, in denen die Kraftrichtung zu den Flächen senkrecht steht. Bei Anordnungen, bei denen die Flächen zueinander nicht parallel verlaufen, kann es daher zweckmäßig sein, den Drehpunkt des Hebels bzw. Stäbchens etwa in der Mitte anzuordnen und das Stäbchen an dieser Stelle geknickt auszuführen, so daß jedes Ende in bezug auf die gegenüberliegende Fläche den optimalen Winkel einschließt.The specified angles represent an optimum in those cases in which the direction of force is perpendicular to the surfaces. In arrangements in which the Surfaces do not run parallel to each other, it can therefore be useful to use the Position the pivot point of the lever or chopstick roughly in the middle and place the chopstick at this point kinked, so that each end with respect to the opposite Surface encloses the optimal angle.

Besonderen Vorteil bietet die Anwendung des Erfindungsgedankens bei Anordnungen, bei denen viele Stäbchen zueinander parallel zwischen zwei Polen etwa von einer federnden Membran beweglich gehalten sind.The application of the inventive concept offers a particular advantage Arrangements in which many rods are parallel to each other between two poles for example are movably held by a resilient membrane.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for the rapid movement of levers, which in an end position bridge a distance between two preferably parallel surfaces, under the action of a force acting in a certain size at a certain point of the lever, in particular for electrotechnical switching elements, characterized in that the longitudinal axis of the lever is in its The middle position forms an angle of qo to 70 °, preferably 55 °, with respect to the direction of force. z. Arrangement according to claim i, characterized in that the movable lever consists of magnetic material and is arranged obliquely in the air gap between two magnetic poles. 3. Arrangement according to claim z, characterized in that the lever is shaped such that in its end position the surfaces facing the magnetic poles run parallel to the pole surfaces, the angle to the direction of the magnetic field being 30 to 6o °, preferably q.5 ' ° ', is.