DE1524309C - Elektrohydrauhscher Wandler - Google Patents

Description

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daß zusätzlich zu den Steuerwicklungen einer der seinem Ausgang eine bestimmte Druckgröße als Funkbeiden Mengen von Steuerwicklungen ein Dauer- tion der elektrischen Eingangsgrößen, während dermagnet vorgesehen ist, wobei jedes elektrische Ein- jenige nach F i g. 4 als Ausgangsgröße eine Fördergangssignal von konstanter Richtung und amplituden- menge Q abgibt, die von den elektrischen Eingangsmoduliert ist. Die konstanten Größen brauchen hierbei 5 Signalen abhängt. Durch die hydraulische Scheibe S nicht durch elektrische Ströme dargestellt zu werden, werden hier zwei Düsen 10a und 10b betätigt, deren was entsprechende Steuerglieder, Steuerleitungen und Durchflußunterschiede wegen vorgeschalteter Drosseln Steuerwicklungen voraussetzen würde und zusätzliche 31a bzw. 31 b Druckunterschiede in ihren Zufluß-Wärmeverluste im Wandler mit sich brächte; diese leitungen 30a bzw. 306 erzeugen. Diese Druckunter-Größen werden vielmehr durch die Dauermagnete io schiede wirken in zwei Kammern 33a und 336 auf die dargestellt, wodurch sich eine wesentliche Verein- beiden Enden des Steuerschiebers 11, und dieser verfachung des Wandlers, eine Reduzierung der abzu- schiebt sich so lange, bis sich das Verhältnis der Durchführenden Verlustwärme und eine Erhöhung der Be- flußmengen an den Ausgängen Q_x und Q₂ mit dem triebssicherheit ergibt. ' Verhältnis der Durchflußmengen durch die Düsen 10 a

Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme 15 und 106 ausgeglichen hat.

auf die als nicht einschränkende Beispiele gegebenen Beim elektrodynamischen System 2 ist das auf die

Zeichnungen beschrieben. Es zeigt bewegliche Scheibe 4 einwirkende Moment propor-

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen tional dem Produkt aus zwei magnetischen Flüssen,

erfindungsgemäßen elektrohydraulischen Wandler, nämlich einmal der Resultante der Flüsse, die von den

F i g. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der F i g. 1, 20 Steuerwicklungen 3 a ... 3 η erzeugt werden, und zum

F i g. 3 einen Teilschnitt nach der Linie III-III der anderen der Resultante der Flüsse, die von den Steuer-

F i g. 1, wicklungen 6I₁ ... 61_m erzeugt werden. Die Wick-

F i g. 4 eine Draufsicht auf einen Schnitt durch einen lungszahlen der einzelnen Steuerwicklungen ermög-

anderen erfindungsgemäßen Wandler, ' licht es, dem Strom in der jeweiligen Steuerwicklung

F i g. 5 ein Blockschaltbild, das die Betätigung .eines 25 das gewollte Gewicht zu geben, also ihn zu bewerten,

erfindungsgemäßen Wandlers mittels gleichgerichteter Die hydraulische Ausgangsgröße H (also entweder der

Signale zeigt, Druck oder die Fördermenge) ergibt sich dann durch

F i g. 6 eine der F i g. 2 entsprechende Darstellung folgende Formel:

eines anderen elektrodynamischen Systems für einen T₁ tv τ \ ν τ \ \ ν r \

erfindungsgemaßen Wandler. · 30 . . 221 > _m m,

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemaßen elektrohy- · (Zc₁ · I₁ + /c₂ ■ /₂ + ... + k„- I_n)

draulischen Wandler, bei dem in einem Gehäuse 1 ein Die Richtung, in der der Strom durch eine Wicklung

elektrodynamisches System 2 angeordnet ist, das eine fließt, gestattet es, das Vorzeichen eines bestimmten

erste Menge von Steuerwicklungen 3a, 3b, 3c ..: 3n Stromes im Verhältnis zu anderen Strömen zu be-

und eine zweite Menge von Steuerwicklungen 6I₁, 6I₂, 35 stimmen, d. h., man kann auf diese Weise das Vor-

6I3 ... 61_OT aufweist, welch letztere jeweils auf einem zeichen »Minus« in die obige Formel einführen.

Weicheisenkern 22 angeordnet sind, dessen Form aus Die Faktoren k und K in der obigen Formel können

den F i g. 1 und 2 hervorgeht. Zwischen den Luft- durch Verändern verschiedener konstruktiver Para-

spalten 23 eines magnetischen Kreises 21 ist eine Ma- meter des Wandlers geändert werden, z. B. durch

gnetscheibe 4 verdrehbar angeordnet, welche über eine 4° Ändern der Abmessungen des Steuerschiebers 11, des

Welle 6 mit einer hydraulischen Scheibe 5 starr ver- Querschnitts der Düse(n) 10 oder des Querschnitts des

bunden ist. Die Welle 6 ist an ihren freien Enden durch magnetischen Kreises. Man kann ferner außerdem ein

Stifte 7 und 8 von geringem Durchmesser und geringer Torsionsrohr 9 verwenden, dessen Steifheit in Ab-

Länge gehalten, wobei diese Stifte 7 und 8 im Ge- hängigkeit von seiner Verdrehung variabel ist, um so

häuse 1 gelagert sind. Die hydraulische Platte 5 ist in 45 einen variablen Koeffizienten in die obige Gleichung

einer Kammer vor mindestens einer Düse 10 lagever- einzuführen.

änderlich angeordnet, und diese Kammer ist durch Falls bei Betrieb des erfindungsgemäßen Wandlers ein die Welle 6 umgebendes Torsionsrohr 9 gegen das mit Gleichstrom ein oder mehrere Eingänge mit elektrodynamische System 2 abgedichtet. Das Tor- Wechselstrom, gespeist werden sollen, so werden diese sionsrohr9 dient außerdem als Träger und als Rück- 50 Wechselströme, wie in Fig. 5 dargestellt, mittels stellfeder für die Magnetscheibe 4. Gleichrichterbrücken 41 gleichgerichtet. Die Strom-Wenn sich die Magnetscheibe 4 in den Luftspalten 23 richtung kann dabei allerdings nicht geändert werden, bewegt, ändert sich die Lage der hydraulischen Scheibe 5 da sie durch den Anschluß der Gleichrichter 41 festgevor der Düse 10 und damit der Druck in einer zur legt ist.

Düse 10 führenden Leitung 30, welch letztere über 55 Wenn alle Eingangssignale Wechselspannungssignale

eine Drosselstelle 31 und eine Kammer 32 eines Servo- sind, kann man die Gleichrichter weglassen und die

ventile 12 mit einem Druck A gespeist wird. Der Steuer- Stromrichtung durch Änderung der Phasenlage ändern,

schieber 11 des Servoventils 12 wird gesteuert durch Die verschiedenen Eingangsströme sollten dann mit-

die Druckdifferenz zwischen dem Druck in einer Kam- einander etwa in Phase oder in Gegenphase, sein, was mer 33, wo der Druck gleich demjenigen auf der Zu- 60 man z. B. durch Vorschalten von Phasenschiebern

strömseite 30 der Düse 10 ist, und dem Druck in einer (z. B. ÄC-Gliedem) erreichen kann. Falls man die

Kammer 34, welcher gleich dem Ausgangsdruck des Amplitudenvariationen der Ströme erfassen will, soll-

Ventils (am Anschluß 14) ist. Der Steuerschieber 11 ten sich ihre Phasenlagen zeitlich nicht oder jedenfalls

verschiebt sich also zum Ausgleich dieser beiden nicht wesentlich ändern.
Drücke. 65 Es ist auch möglich, Eingangsströme zu verwenden,

F i g. 4 zeigt einen anderen Aufbau des hydrau- die aus abwechselnd amplitudenfesten und phasen-

lischen Teils eines erfindungsgemäßen Wandlers, und variablen Signalen bestehen,

zwar erzeugt der Wandler nach den F i g. 1 bis 3 an Bei Verwendung von amplitudenmodulierten Si-

gnalen mit fester Phase werden sich die verschiedenen Eingangsströme je nach der Wicklungsrichtung der Steuerwicklungen, in die sie eingespeist werden, und je nach ihren relativen Phasen (bis zu 180°) addieren oder subtrahieren. Es ist ajso möglich, bei ein und demselben Eingang die Wirkungsrichtung des eingespeisten Stromes durch Verschiebung seiner Phase um 180° umzukehren.

Um Verluste durch Wirbelströme zu vermeiden, ist man bei Betätigung durch Wechselströme allgemein bestrebt, und zwar um so mehr, je höher die gewählte Arbeitsfrequenz ist, die bei Gleichstrom verwendeten massiven magnetischen Kreise zu ersetzen durch lameliierte oder gesinterte Kreise.

Schließlich ist es bei Betätigung durch Wechselstrom zweckmäßig, daß die Eigenfrequenz des mechanischen Systems niedriger ist als das Doppelte der Frequenz des verwendeten Stromes, um einen mechanischen Tiefpaß zu bilden, der die Schwingungen beseitigt, die dadurch entstehen, daß die auf die magnetische Scheibe wirkende Kraft zweimal pro Periode gleich Null wird.

Mit einem erfindungsgemäßen Wandler ist es also möglich, Multiplikationsvorgänge mittels Gleich- und Wechselströmen auszuführen, wobei die hydraulische Ausgangsgröße H proportional ist dem Produkt aus der algebraischen Summe der bewerteten Grundprodukte K_m · I_m multipliziert mit der algebraischen Summe der bewerteten Grundprodukte k_n · i_n.

Falls mit Gleichstrom gearbeitet wird, kann gemäß F i g. 6 eine zu der mit 6I₁, 6I₂, 6I₃ ... bezeichneten Menge von Steuerwicklungen gehörende Steuerwicklung 61, welche einen konstanten Strom führt, ersetzt werden durch einen Dauermagnet 22'. Man erhält hierdurch den Vorteil, daß im Dauermagnet keine Wärmeverluste entstehen.

. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

1 2 lischen Düsen angeordnet ist und über diese eine VerPatentansprüche: · Schiebung eines hydraulischen Servoventils bewirkt, wenn sich die Ströme in den Steuerspulen ändern.

1. Elektrohydraulischer Wandler zur Verarbei- Einem solchen elektrohydraulischen Wandler köntung von zugeführten elektrischen Analogsignalen, 5 nen entsprechend der Zahl seiner Steuerspulen zwei mit einem elektrodynamischen System, das einen elektrische Analögsignale zugeführt werden, und die Magnetkreis mit mindestens einer Steuerwicklung vom Servoventil erzeugte hydraulische Ausgangsgröße und einer zwischen seinen Luftspalten lagever- ist dann eine Funktion der Summe dieser beiden elekänderlich angeordneten Magnetscheibe aufweist, irischen Signale. — Ein ähnlicher Wandler ist aus der die über ein das elektrodynamische System gegen io französischen Patentschrift 1 302 520 der Anmelderin eine Hydraulikkammer abdichtendes und gleich- oder der USA.-Patentschrift 2 835 265 bekannt.

,zeitig als Rückstellfeder wirkendes Torsionsrohr In vielen Fällen steht man in der Praxis vor der Aufmit einer hydraulischen Scheibe verbunden ist, gäbe, eine hydraulische Größe zu erzeugen, die dem welche vor mindestens einer hydraulischen Düse Produkt zweier elektrischer Größen oder dem Produkt lageveränderlich angeordnet ist, sowie mit einem 15 aus zwei Summen von elektrischen Größen entspricht, an eine unter Druck stehende Druckmittelquelle an- Man hat diese Aufgabe bisher dadurch gelöst, daß man schließbaren, durch die Düse oder Düsen Steuer- durch bekannte Bausteine der Analogrechnertechnik baren Servoventil, dadurch gekennzeich- zunächst die beiden Summen und dann ein ihrem Pronet, daß das elektrodynamische System (2) zwei dukt proportionales elektrisches Signal bildete und Mengen von Steuerwicklungen (3, 61) aufweist, 20 dann dieses Signal einem elektrohydraulischen Wandweiche so angeordnet sind, daß die von jeder, dieser ler der eingangs genannten Art zuführte. Eine solche beiden Mengen von Steuerwicklungen erzeugten Analogrechenanordnung ist z. B. aus der deutschen magnetischen Flüsse senkrecht zueinander auf die Auslegeschrift 1 032 949 bekannt und erfordert ein Magnetscheibe (4) einwirken, wobei der einen von mechanisches System mit Waagebalken, Kompendiesen beiden Mengen von Steuerwicklungen eine 25 sationsspulen und einem Regelverstärker, ist also sehr erste Gruppe von elektrischen Eingangssignalen aufwendig und erfordert viel Platz,
und der anderen der beiden Mengen von Steuer- Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, einen wicklungen eine zweite Gruppe von elektrischen · elektrohydraulischen Wandler zu schaffen, welcher Eingangssignalen zuführbar ist. einfach ausgebildet ist und es ermöglicht, eine hydrau-

2. Elektrohydraulischer Wandler nach An- 30 lische Ausgangsgröße zu erzeugen, welche eine Funkspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich tion des genannten Produkts zweier elektrischer zu den Steuerwicklungen einer der beiden Mengen Größen darstellt.

von Steuerwicklungen (61) ein Dauermagnet (22') Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem einvorgesehen ist, wobei jedes Eingangssignal von gangs genannten elektrohydraulischen Wandler dakonstanter Richtung und amplitudenmoduliert ist. 35 durch gelöst, daß das elektrodynamische System zur

3. Elektrohydraulischer Wandler nach An- Erzeugung einer eine Funktion des Produkts aus der spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei bewerteten algebraischen Summe einer ersten Gruppe Ausbildung für den Betrieb mit amplituden- oder von Eingangssignalen mit der bewerteten algebraischen phasenmodulierten Eingangs-Wechselspannungssi- Summe einer zweiten Gruppe von Eingangssignalen gnalen gleicher Frequenz die Eigenfrequenz des 40 darstellenden hydraulischen Ausgangsgröße zwei Menmechanischen Systems kleiner ist als der doppelte gen von Steuerwicklungen aufweist, welche so ange-Wert der Signalfrequenz. ordnet sind, daß die von jeder dieser beiden Mengen

von Steuerwicklungen erzeugten magnetischen Flüsse.

- senkrecht zueinander auf die Magnetscheibe einwirken,

45 wobei der einen von diesen beiden Mengen von Steuerwicklungen die erste Gruppe von elektrischen Ein-

Die Erfindung betrifft einen elektrohydraulischen gangssignalen und der anderen der beiden Mengen von Wandler zur Verarbeitung von zugeführten elektri-. Steuerwicklungen die zweite Gruppe von elektrischen sehen Analogsignalen, mit einem elektrodynamischen Eingangssignalen zuführbar ist. Ein solcher Wandler System, das einen Magnetkreis mit mindestens einer 5° hat einen außerordentlich einfachen Aufbau und daher Steuerwicklung und einer zwischen seinen Luftspalten eine große Betriebssicherheit, wie sie besonders bei der lageveränderlich angeordneten Magnetscheibe auf- Verwendung auf Fahrzeugen von großer Bedeutung weist, die über ein das elektrodynamische System gegen ist. Auch läßt er sich raumsparend und mit geringem eine Hydraulikkammer abdichtendes und gleichzeitig Gewicht bauen, wobei die Verringerung der Anzahl als Rückstellfeder wirkendes Tors'ionsrohr mit einer 55 der Bauelemente gegenüber der eingangs skizzierten hydraulischen Scheibe verbunden ist, welche vor min- Lösung (mit vorgeschaltetem Analogrechner) ihm eine destens einer hydraulischen Düse lageveränderlich an- weitgehende Anpaßbarkeit verleiht. Wenn in der ersten geordnet ist, sowie mit einem an eine unter Druck und der zweiten Gruppe von elektrischen Eingangsstehende Druckmittelquelle anschließbaren, durch die Signalen jeweils alle Signale bis auf eines den Wert Düse oder Düsen steuerbaren Servoventil. 60 Null haben, ergibt sich eine hydraulische Ausgangs-Aus der deutschen Auslegeschrift 1156 283 der An- größe, welche eine Funktion des Produkts der beiden melderin ist ein elektrohydraulischer Wandler bekannt, elektrischen Eingangssignale ist, und bei einer Mehrweicher ein elektrodynamisches System mit einem zur zahl von elektrischen Eingangssignalen in den beiden Polarisation dienenden Dauermagneten, zwei Steuer- . Gruppen ergibt sich eine Funktion des Produkts der spulen und eine Magnetplatte aufweist, welch letztere 65 bewerteten algebraischen Summen dieser Signale,
sich unter dem Einfluß von durch die Steuerspulen Falls bei der Summenbildung auch konstante gehenden Strömen um eine Achse verdreht und dabei Größen berücksichtigt werden sollen, ergibt sich eine eine hydraulische Scheibe verdreht, welche vor hydrau- vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch,