MicroSwitches: Biegen Sie an dem Tipping Point
an, Sie entdecken sie überall von 3D-Druckern bis hin zu Jet Airlinern. Sie sind die Bitschalter, die Papierstaus in Ihrem Drucker finden, oder die riesigen gepanzerten Switches, die spüren, wenn sich die Aufzugsautos und der LKW auf dem rechten Stock befinden. Sie sind Mikroschalter oder mehr ordnungsgemäßer Miniatur-Snap-Action-Switches, und sie sind so typisch, dass Sie sich möglicherweise nie gefragt haben, was in ihnen los ist. Die Geschichte dahinter, wie diese Switches sowie das Prinzip der Physik bei der Arbeit in den Verdauungstrakten dieser kleinen sowie nützlichen Schalter erfunden wurden, sind jedoch sehr interessant.
Der Geflügelschalter
Microswitches haben eine lange Geschichte, zumindest, solange es für den ursprünglichen markierten “Micro Switch” -Marke dauert, um ein generisches Begriff zu sein. Zurück 1932 erhielt ein Business namens Burgess Labs in Wisconsin eine Bestellung, um 10.000 elektrische Betrüger zu entwickeln. Charles Burgess, der Kopf Honcho des Unternehmens, bestellte 10.000 Switches von einem Hersteller, wurde jedoch bestürzt, um herauszufinden, dass die Schalter nicht so viel wie Schnupftabak waren. Sie würden nicht konsequent an genau demselben Betätigungspunkt wechseln, und es würde offensichtlich nicht für die Brouhe funktionieren, für die er bereits am Haken war. Dr. Burgess hat einen seiner Mechaniker zugewiesen, um einen viel besseren Schalter herzustellen. Phillip McGall kam letztendlich einen Snap-Action-Switch mit der Betätigungswiederholungsfähigkeit, die für die Geflügelbrutierer benötigt wird, sowie die Bestellung wurde gefüllt.
Ein paar Jahre schnell voraus, und McGall hatte seinen “Schnappschalter” patentiert. Burgess Labs begannen die Werbung der Switches, die in Rock-Ola-Jukeboxen sowie anderen elektromechanischen Produkten der wachsenden Unterhaltungselektronikindustrie endeten. Burgess bot letztendlich die Electronics-Division seines Unternehmens an, die in die Micro Switch-Firma umgewandelt wurde, sowie später an Honeywell 1950 angeboten, wo es heute eine Top-Marke bleibt.
In Aktion schnappen
Als Dr. Burgess entdeckte, dass ein gewöhnlicher Frühling in einem Switch ohne Snap-Aktion in Kontakt tritt, hat einen langen, häufig variablen Wurf sowie eine “matschige” Aktion. Das Prinzip hinter McGalls Snap-Action-Schalter ist ein Kipppunktmechanismus, in dem der typische Kontakt mit in seinem Schalter in seinem Schalter aus einer vorinstallierten Feder ausgebildet ist.
Die Kraft der Feder hält die Kontaktaufnahme mit in einer stetigen Angabe des normal geschlossenen Kontakts in Kontakt. Wenn ein geringer Druck an den typischen Kontakt mit einem Stellantrieb verwendet wird, verdeckt die vorgespannte Feder mit einem charakteristischen sowie wiederholbaren Punkt, wodurch schnell die Kontaktaufnahme mit einem weiteren Angabe des normal geschlossenen Kontakts. Die wichtige Funktion besteht darin, dass die mit dem Stellglied verwendete Kraft nicht direkt den typischen Inkontaktbringen mit der normalerweise geöffneten und normalerweise geschlossenen Verbindung bewegt. Die Kraft, um das typische zu bewegen, stammt von seiner Federspannung allein; Der Aktuator liefert nur die Kraft, um den Federn nach oben zu verformen, bis er durchgeht.
Ein zeitgenössischer Mikroschalter. Von Benjamin D. euham, über Wikimedia Commons
Das Tipp-Point-System in Microswitches verfügt über einige Vorteile gegenüber gewöhnlichen Kontakten. Die Wiederholbarkeit des Systems ist der riesige, ebenso wie der schnelle Make-Break-Zyklus. Wenn der Kipppunkt erreicht ist, können die Kontakte üblicherweise in wenigen Millisekunden angibt. Dies reduziert die Möglichkeit zum Bogen und minimiert die Zeit, in der sich die Kontakte in einem mehrdeutigen Zustand befinden.
Ein weiterer Vorteil von Mikroschalter ist ihre geringe Betriebskraft. Selbst ohne den mechanischen Vorteil eines langen Hebelarmantriebs an dem Stellglied ist nur eine geringe Kraftmenge erforderlich, um die Feder zu platzieren und den Schalter wenden zu können. Sowie der Stil ist flexibel, um Schalter zu ermöglichen, die klein ausreichend sein können, um in den kleinsten Schrittmotoren in industriellen Endschaltern entwickelt zu werden, die dazu ausgelegt sind, sie durch die härtesten Bedingungen sowie für Millionen von Zyklen zu schaffen.
Moderne Mikroschaltermechanismen unterscheiden sich kaum von den Originalpatentabbildungen von McGall. Die Materialien haben sich selbstverständlich verändert, da es ein paar verschiedene Arten für den Vorladen des typischen Kontakts mit – geschnittenen Federn, zum Beispiel oder gegabelten Federn gab, in denen ein Zentrum “Zinken” in einem anderen Flugzeug verankert ist als die Außenseite Mitglieder. Da jedoch das grundlegende Prinzip dieser einfachen Gadgets nun über 75 Jahre alt ist, sowie immer noch genutzt, ist ein Testament für den tollen Stil sowie ein solides Engineering.
Bannerbild Quelle: erkenHouse.org, von Allan Mills.