CH633927A5

CH633927A5 - Electromechanic transducer for controllers, measuring instruments or converters, particularly for electro-pneumatic position controllers

Info

Publication number: CH633927A5
Application number: CH1122079A
Authority: CH
Inventors: Lothar Kemmler
Original assignee: Samson Ag
Priority date: 1975-11-29
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1982-12-31
Also published as: CH615752A5; FR2333142B1; DE2553817C3; NL170885B; DE2553817B2; FR2333142A1; NL7613283A; DE2553817A1; NL170885C

Abstract

The transducer is provided with a plunger-type coil interacting with a magnet (12), preferably a permanent magnet. The plunger-type coil (13) is arranged at a rotatably supported lever (14), the movement of which is transferred via a sensing pin (16) to a rotatably supported second lever (18) or a rotatably supported impact plate, the first lever (14) being rotatable about the axis of symmetry of the magnet (12) together with the plunger-type coil (13) and the sensing pin (16). This increases the accuracy of the transducer and improves its operation. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen elektromechanischen Wandler für Regler, Messgeräte oder Umformer, insbesondere für elektropneumatische Stellungsregler, mit einer mit einem Magneten zusammenarbeitenden Tauchspule. The invention relates to an electromechanical transducer for regulators, measuring devices or converters, in particular for electropneumatic positioners, with a moving coil that cooperates with a magnet.

Bei einem solchen Stellungsregler dient dieser elektrome-chanische Wandler als Sollwertgeber. Abgesehen von dieser beispielsweise genannten Funktion ist ein elektromechanischer Wandler gemäss der Erfindung überall anwendbar, wo ein elektrisches Signal in Form von Spannung oder Strom in einen Weg oder in eine Kraft umgesetzt werden soll, d. h. bei Messgeräten, Umformern oder Reglern. Im nachstehenden Ausführungsbeispiel ist dieses Gerät als Strom-Weg-Umformer vorgesehen. In such a positioner, this electromechanical converter serves as a setpoint device. Apart from this function, which is mentioned by way of example, an electromechanical converter according to the invention can be used wherever an electrical signal in the form of voltage or current is to be converted into a path or a force, i. H. for measuring devices, converters or controllers. In the exemplary embodiment below, this device is provided as a current-path converter.

Bei einem elektromechanischen Wandler dieser Art soll ein dem elektrischen Strom proportionaler Weg erzeugt werden. Darüber hinaus soll das Verhältnis vom Eingangssignal, d. h. dem Strom, zum Ausgangssignal, d.h. dem Weg, veränderbar und der Anfangs- bzw. Nullpunkt wählbar sein. Es ist bekannt, bei solchen Geräten eine mit einem Magneten, insbesondere mit einem Dauermagneten zusammenarbeitende Tauchspule zu verwenden, welcher der Strom als Führungsgrösse zugeführt wird. Die bekannten Geräte haben aber den Nachteil, With an electromechanical converter of this type, a path proportional to the electrical current is to be generated. In addition, the ratio of the input signal, i. H. the current, to the output signal, i.e. the path, can be changed and the start or zero point can be selected. It is known to use a plunger cooperating with a magnet, in particular with a permanent magnet, in such devices, to which the current is supplied as a reference variable. However, the known devices have the disadvantage

dass ihre bewegten Massen im Verhältnis zu der von der Tauchspule erzeugten Kraft ziemlich gross sind, wodurch sie zu langsam und träge arbeiten. Der elektromechanische Wandler gemäss der Erfindung soll die Aufgabe lösen, vor allem diesen Nachteil zu vermeiden. that their moving masses are quite large in relation to the force generated by the moving coil, which makes them work too slowly and sluggishly. The electromechanical transducer according to the invention is intended to solve the problem of avoiding this disadvantage in particular.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Tauchspule an einem drehbar gelagerten Hebel angeordnet ist, dessen Bewegung über einen Messstift auf ein drehbar gelagertes Organ übertragen wird, wobei der Hebel mit der Tauchspule und dem Messstift um die Symmetrieachse des Magneten drehbar ist. Das drehbar gelagerte Organ kann ein zweiter Hebel oder eine Prallplatte sein. Der Nullpunkt der Vorrichtung kann durch Verschwenkung eines den Magneten haltenden weiteren Hebels um einen Lagerpunkt mittels einer Schraube verstellbar sein. According to the invention, this object is achieved in that the moving coil is arranged on a rotatably mounted lever, the movement of which is transmitted via a measuring pin to a rotatably mounted organ, the lever being rotatable with the moving coil and the measuring pin about the axis of symmetry of the magnet. The rotatably mounted organ can be a second lever or an impact plate. The zero point of the device can be adjusted by pivoting a further lever holding the magnet about a bearing point by means of a screw.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigen The invention is illustrated for example in the drawing. Show it

Fig. 1 in einem schematischen Längsschnitt einen elektro-pneumatischen Stellungsregler, 1 is a schematic longitudinal section of an electro-pneumatic positioner,

Fig. 2 eine Draufsicht auf den Stellungsregler nach Fig. 1, Fig. 3 schematisch eine vereinfachte Form des elektromechanischen Wandlers im Längsschnitt, 2 shows a plan view of the positioner according to FIG. 1, FIG. 3 schematically shows a simplified form of the electromechanical transducer in longitudinal section,

Fig. 4 eine Draufsicht auf den Wandler nach Fig. 3, und Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie IX-IX der Firma 3. Als Druckkraftwandler dient eine Vorrichtung zur Umwandlung eines Druckmittels in eine Kraft, bei der ein in bezug durch ein ortsfestes Bauteil 2 zugeführter Druckmittelstrom ein beweglich gelagertes Bauteil 1 anströmt und zwischen diesen beiden Bauteilen ein von dem abströmenden Druckmittel zu durchströmendes Labyrinth gebildet ist. Der bewegliche Bauteil 1 ist mittels eines mit ihm verbundenen Hebelarmes 3 an einem Drehpunkt 4 gelagert. Der ortsfeste Bauteil 2 hat zur Zuführung des Druckmittels, wie Druckluft, eine Bohrung 5. Fig. 4 is a plan view of the transducer of Fig. 3, and Fig. 5 is a cross section along the line IX-IX of the company 3. A pressure force converter is a device for converting a pressure medium into a force, in which one with respect to a stationary Component 2 supplied pressure medium flow flows to a movably mounted component 1 and a labyrinth to be flowed through by the flowing pressure medium is formed between these two components. The movable component 1 is supported at a pivot point 4 by means of a lever arm 3 connected to it. The stationary component 2 has a bore 5 for supplying the pressure medium, such as compressed air.

Gemäss dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist im Luftspalt eines Dauermagneten 12 eine Tauchspule 13 durch einen Hebel 14 reibungsfrei um den Punkt 14' drehbar gelagert. Die Tauchspule 13 setzt die bei Stromdurchfluss erzeugte Kraft mit Hilfe einer Messfeder 15 in eine entsprechende Bewegung um. Diese Bewegung wird über einen Messstift 16 an einen z.B. in einem Punkt 17 gelagerten Hebel 18 oder an eine drehbar gelagerte Prallplatte weitergegeben. Das Verhältnis vom Eingangsstrom zum erzeugten Weg wird geändert, indem eine Platte 19 mit dem an ihr gelagerten Hebel 14, der Tauchspule 13 und der Messfeder 15 um die Symmetrieachse des Magneten 12 gedreht wird. Dadurch verschiebt sich der Taststift 16, According to the exemplary embodiment shown, a moving coil 13 is mounted in the air gap of a permanent magnet 12 in a frictionless manner about the point 14 ′ by a lever 14. The plunger coil 13 converts the force generated when the current flows through into a corresponding movement with the aid of a measuring spring 15. This movement is transmitted to a e.g. in a point 17 mounted lever 18 or passed to a rotatably mounted flapper. The ratio of the input current to the path generated is changed by rotating a plate 19 with the lever 14, the plunger 13 and the measuring spring 15 mounted thereon about the axis of symmetry of the magnet 12. This moves the stylus 16,

wodurch am Hebel 18 andere Übersetzungsverhältnisse entstehen. Der Anfangs- bzw. Nullpunkt kann dadurch eingestellt werden, dass die ganze Anordnung mit Hilfe eines den Magneten 12 haltenden Hebels 20 und einer Nullpunktschraube 22 um einen Punkt 21 geschwenkt wird. which creates other gear ratios on lever 18. The starting or zero point can be set in that the entire arrangement is pivoted about a point 21 with the aid of a lever 20 holding the magnet 12 and a zero point screw 22.

Ein elektromechanischer Wandler dieser Art ist vereinfacht und schematisch in den Fig. 3,4 und 5 dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 und 2 verwendet sind. An electromechanical transducer of this type is simplified and shown schematically in FIGS. 3, 4 and 5, the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2 being used.

Zur Einstellung des Hubfaktors (Doppelpfeil HF in Fig. 2) kann ein auf eine Verzahnung wirkendes Ritzel 23 vorgesehen werden. Mit dem Bauteil 2 ist eine Welle 24 verbunden, die über einen Verbindungshebel 25 z. B. mit einer Ventilkegelstange 26 eines Regelventils zusammenarbeitet, dessen Ventilhub durch den Doppelpfeil H (Fig. 1) angedeutet ist. Bei 27 wird dem pneumatischen Teil des Stellungsreglers Zuluft zugeführt, bei 28 liegt der Stelldruck an. To set the stroke factor (double arrow HF in FIG. 2), a pinion 23 acting on a toothing can be provided. With the component 2, a shaft 24 is connected, the z. B. cooperates with a valve plug stem 26 of a control valve, the valve lift of which is indicated by the double arrow H (FIG. 1). At 27, air is supplied to the pneumatic part of the positioner, at 28 the signal pressure is applied.

Die in Fig. 1 und 2 gezeigte Ventilstange 26 gehört beispielsweise zu einem Regelventil mit einem Membran-Stellmo-tor. Die Arbeitskammer des Stellmotors wird mit Druckluft aus der Austrittsleitung 28 (Fig. 1) gespeist, während das pneumatische System des Gerätes durch die Eintrittsleitung 27 mit Druckluft versorgt wird. Mit 29 ist ein Verstärker bezeichnet. Der Steuerblock 30 ist ortsfest angeordnet, und der Bauteil 2 ist mit der drehbar gelagerten Welle 24 verbunden, welche sich durch den ortsfesten Steuerblock 30 erstreckt. Ein O-Ring 31 dient zur Abdichtung des Steuerblockes 30 gegenüber dem drehbaren Bauteil 2. The valve rod 26 shown in FIGS. 1 and 2 belongs, for example, to a control valve with a diaphragm actuator. The working chamber of the servomotor is supplied with compressed air from the outlet line 28 (FIG. 1), while the pneumatic system of the device is supplied with compressed air through the inlet line 27. An amplifier is designated by 29. The control block 30 is arranged in a stationary manner, and the component 2 is connected to the rotatably mounted shaft 24, which extends through the stationary control block 30. An O-ring 31 serves to seal the control block 30 from the rotatable component 2.

Die Leitung 32 ist mit einem Kanal 33 im Steuerblock 30 und weiter mit der Düse 34 verbunden, die mit der Prallplatte 35 des um den Punkt 4 drehbaren Hebels 18 zusammenarbeitet. Die Zweigleitung 36 ist mit einem Kanal 37 mit einer anschliessenden ringförmigen Nut verbunden, welche die Welle 24 im Steuerblock 30 konzentrisch umgibt. Die Ringnut 38 führt zu dem Kanal 39 und ist durch diesen mit der Bohrung 5 des Bauteiles 1 verbunden, der hier als Rückführkolben wirkt. Die Rückführkraft kann über den Hebel 18 als zusätzliche Kraft auf den Stift 16 wirken. The line 32 is connected to a channel 33 in the control block 30 and further to the nozzle 34, which cooperates with the baffle plate 35 of the lever 18 rotatable about the point 4. The branch line 36 is connected to a channel 37 with an adjoining annular groove which concentrically surrounds the shaft 24 in the control block 30. The annular groove 38 leads to the channel 39 and is connected through this to the bore 5 of the component 1, which acts here as a return piston. The return force can act on the pin 16 as an additional force via the lever 18.

Der Weg des Stiftes 16 hängt ab von der Kraft der Tauchspule 13 im Magneten 12 und von der Kraft der einstellbaren The path of the pin 16 depends on the force of the moving coil 13 in the magnet 12 and on the force of the adjustable

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 3rd

633927 633927

Messfeder 15. Der Hebel 18 ist der Abtaster des Stiftes 16. Wenn z. B. der Hebel 18 sich im Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 4 dreht, dann hebt sich die Prallplatte 35 von der Düse 34 ab, wodurch der Druck in der Leitung 32 absinkt. Infolgedessen sinkt der Eingangsdruck des Verstärkers 29, und der Druck in der Ausgangsleitung 28 wird geringer. Daher sinkt dann auch der Druck in der Arbeitskammer des Servomotors des Membranenventils, so dass beispielsweise die Ventilfeder dieses Measuring spring 15. The lever 18 is the scanner of the pin 16. If z. B. the lever 18 rotates clockwise around the pivot point 4, then the flapper 35 lifts off the nozzle 34, whereby the pressure in the line 32 drops. As a result, the input pressure to the amplifier 29 drops and the pressure in the output line 28 decreases. Therefore, the pressure in the working chamber of the servo motor of the diaphragm valve also drops, so that the valve spring, for example, does so

Regelventils die Ventilstange 26 abwärts bewegt und z.B. eine Schliessung oder eine Öffnung des Ventils bewirkt. Der Zapfen 40 der Ventilstange 26 drückt dabei den Hebelarm 25 herunter, welcher dabei die Welle 24 und infolgedesen den Bauteil 2 5 zusammen mit dem Hebel 18 verdreht. Das Absinken des pneumatischen Steuerdruckes dauert so lange, bis die Stellung des Hebels 18 der Stellung des Stiftes 16 entspricht, wobei dann das Gleichgewicht des Systems von neuem erreicht ist. Control valve moves the valve rod 26 down and e.g. closing or opening the valve. The pin 40 of the valve rod 26 presses down the lever arm 25, which rotates the shaft 24 and consequently the component 2 5 together with the lever 18. The drop in the pneumatic control pressure lasts until the position of the lever 18 corresponds to the position of the pin 16, the balance of the system then being reached anew.

G G

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

633927

1. Electromechanical transducer for controllers, measuring devices or converters, in particular for electropneumatic positioners, with a plunger coil working with a magnet, characterized in that the plunger coil (13) is arranged on a rotatably mounted lever (14), the movement of which is via a measuring pin ( 16) is transmitted to a rotatably mounted member (18), the lever (14) with the plunger (13) and the measuring pin (16) being rotatable about the axis of symmetry of the magnet (12).

2. Converter according to claim 1, characterized in that the rotatably mounted member is a rotatably mounted second lever (18).

2nd

PATENT CLAIMS

3. Transducer according to claim 1, characterized in that the rotatably mounted member is a rotatably mounted baffle plate.

4. Transducer according to one of claims 1 to 3, characterized in that its zero point is adjustable by pivoting a further lever (20) holding the magnet (12) about a bearing point (21) by means of a screw (22).

5. Converter according to claim 1, characterized in that for setting the stroke factor (HF) acting on a toothing pinion (23) is provided.