DE2056989A1

DE2056989A1 - Electromagnetic adjustment device

Info

Publication number: DE2056989A1
Application number: DE19702056989
Authority: DE
Inventors: der Anmelder. P ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-11-20
Filing date: 1970-11-20
Publication date: 1972-06-29

Description

Elektromagnetische Verstellvorrichtung Elektromagnetische Verstellvorrichtungen sind in vielen Ausführungsformen bekannt. Die einfachsten Ausführungsformen enthalten Elektromagnete mit Ankern oder in Topfmagneten angeordnete Schwingspulen und dienen hauptsächlich zum Einstellen eies von zwei möglichen Zuständen.Electromagnetic adjustment device Electromagnetic adjustment device are known in many embodiments. The simplest embodiments included Electromagnets with armatures or voice coils arranged in pot magnets and are used mainly for setting one of two possible states.

Pilr zweistufige Servoventile beispielsweise werden dagegen häufig elektromagnetische Anordnungen verwendet, bei denen am Anker eines Elektromagneten eine der Amplitude des Steuerstroms proportionale Kraft erzeugt und diese Kraft entgegen der Wirkung mechanischer Rückstellkräfte, beispielsweise von Federkräften, wirksam gemacht wird0 Schließlich sind auch Schrittmotoren als elektromagne tische Verstellvorrichtungen zu bezeichnen, da sie eine Verstellung um definierte Schrittlängen ermogllchenc Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist nicht nur der Umetand, daß eine einer Eingangsgröße proportionale Verstellung gegen die Wirkung mechanischer Kräfte vorgenommen werden muß oder nur in bestimmten Schritten erfol gen kanne Sin wesentlicher Nachteil besteht vielmehr auch darin, daß die Hublängen im allgemeinen äußerst klein sind und höchstens einige Millimeter betragen.Pilr two-stage servovalves, on the other hand, are common Electromagnetic arrangements used in which the armature of an electromagnet a force proportional to the amplitude of the control current is generated and this force against the effect of mechanical restoring forces, for example spring forces, is made effective0 Finally, stepper motors are also used as electromagnetic tables To designate adjustment devices because they allow adjustment by defined stride lengths ermogllchenc The disadvantage of the known devices is not only the circumstance, that an adjustment proportional to an input variable against the effect of mechanical ones Forces must be undertaken or can only take place in certain steps Sin Rather, a major disadvantage is that the stroke lengths in general are extremely small and no more than a few millimeters.

Bei elektromagnetischen Verstellvorrichtungen schließnicht wie sie beispielsweise aus der DT-ON 1 613 452 be kannt sind, läßt sich eine feste i:instellung auf einen bestimmten Punkt nur unter Zuhilfenahme von Anschlagen oder dergleichen erreichen, da sie im wesentlichen zum Herstelles kontinulerlicher Rewegungen nach Art eines Elektromotors diese, Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine elektromagnetische Verstellvorrichtung zu senaffen, die diese Nachteile nicht aufweist und mit einfachsten Mitteln eine be liebige Verstellung in einem Verstellbereich veon mindestens einem Zentimeter ermöglicht0 1)ie erfindungsgemäße Verstellvorrichtung für ein längs einer vorgegebenen Strecke verschiebliches Element ist dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei mechanisch ge koppelte, in Magnetfeldern angeordnete, stromdurchflossene Leiter vorgesehen sind, deren feste Relativstellung zu den Magnetfeldern durch Variation der ihnen zugeordneten magnetischen Kraftflfisse und/oder der Amplituden der sie durchfließenden Steuerströme.innerhalb des Verstellbereichs kontinuierlich veränderbar ist, und daß das Element an den Leitern oder den Magnetfelderzeugern befestigt ist Die Erfindung macht somit von einer dem elektrodynamischen Wandler gemäß der DT-PS 1 815 694 ähnlichen Anordnung Ge brauch. Sie beruht jedoch auf der Erkenntnis, daß die auf mindestens zwei in einem Permanentmagnetfeld angeordnete Leiter wirkenden Kräfte relativ zueinander durch Wahl des die Leiter durchfließenden Steuerstroms und durch Wahl einer geeigneten inhomogenität des Magnetfeldes und/oder einer entsprechenden Ausbildung der Leiter so groß gemacht werden können, daß das Element ohne weitere Hilfsmittel an jedem beliebigen Punkt des Verstellbereiche eine Kune stellung einnimmt Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind sie Leiter zwei gleichachsige Spulen vorgesehen, die -in nur nach außen oder nur nach innen geöffneten Topfmag neten angeordnet und so vom Strom durchflossen sind, daß sie, wenn sie nicht mechanisch gekoppelt wären, in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkt wärden. Bei einer solchen Anordnung ändern sich die auf die Spulen wirkenden Kräfte bei konstanter Stromstärke und bei Auslenkung der Spulen aufgrund der Irhomogenität der Magnetfelder an den inneren und äußeren Rändern der {L'opfmagnete unterschiedlich. Ins besondere nehmen die Kräfte, die auf die aus dem einen Topfmagneten heraus bewegte Spule ausgeübt werden schnell a@, wohingegen die Kräfte,. die auf die gleichzeitig in den anderen i'opfmagneten hineingezogene. Spule einwirken, nur langsam abnehmen oder sogar leicht zunehmen Es sei angenommen, dab bei dieser Ausführungsform durch geeignete Wahl der Stetierströme in den Spulen ein Zustand eingestellt ist, in welchem die auf die beiden Spulen wirkenden Kräfte entgegengesetzt gerichtet, jedoch gleich groß s ! sind, so daß sich die Spulen trotz des Umstandes, daß sie stromdurcn'flossen und in einem Magnetfeld angeordo net sind, in einer Ruhestellung befinden. Wird nun der Steuerstrom in der einen Spule verändert, dann ändert sich die auf diese Spule wirkende Kraft, wodurch das kräftegleichgewicht aufgehoben ist und beide Spulen ausgel.enkt werden, Aufgrund der Ausienkung der ;:pl3.en und der Inhomogenitäten der Magnetfelder ändern sich jedoch mit zunehmen der Auelenkung sich die auf die Spulen wirkenden Kräfte, und zwar bei geeigneter Dimensionierung des Syetems so dsL3 die Kraft auf die vom größeren Strem durchflossene Spule kleiner und die Kraft auf die vom kleineren Stom durchflossune Spule größer wid. Nach einer von jeweiligen magnetischen Kaftfluß bzw. Steuerstrom abhängigen Auslenkung beider Spulen wird wieder ciu Kräftegleichge wicht erreicht und die Spulan kommen in einer heuen Stel lung zur Rube.In the case of electromagnetic adjustment devices, it doesn’t close like them for example from DT-ON 1 613 452 be known, a fixed i: instellung to a certain point only with the help of notices or the like achieve, since they are essentially used to produce continuous movements Type of an electric motor this, the object of the invention is therefore to provide an electromagnetic To senaffen adjusting device that does not have these disadvantages and with the simplest Means any adjustment in an adjustment range of at least one Centimeter enables 1) the adjusting device according to the invention for a lengthways one predetermined distance displaceable element is characterized in that at least two mechanically coupled, current-carrying conductors arranged in magnetic fields are provided, their fixed relative position to the magnetic fields by variation the magnetic fluxes assigned to them and / or the amplitudes of them flowing control currents, continuously changeable within the adjustment range is, and that the element is attached to the conductors or the magnetic field generators The invention thus makes one of the electrodynamic converter according to the DT-PS 1 815 694 similar arrangement Ge use. However, it is based on the knowledge that which act on at least two conductors arranged in a permanent magnetic field Forces relative to one another by choosing the control current flowing through the conductors and by choosing a suitable inhomogeneity of the magnetic field and / or a corresponding one Training leaders made so great can be that element a Kune at any point in the adjustment range without any further aids position occupies According to a preferred embodiment of the invention, they are Head two coaxial coils provided, the -in only to the outside or only to inside open Topfmag Neten arranged and are traversed by the current that if they were not mechanically coupled, they would be deflected in opposite directions would. With such an arrangement, the forces acting on the coils change with constant current strength and deflection of the coils due to the inhomogeneity the magnetic fields at the inner and outer edges of the {L'opf magnets are different. In particular take the forces that moved on from the one pot magnet Coil are exerted quickly a @, whereas the forces,. which on the same time pulled into the other i'opf magnet. Take effect on the coil, take it off slowly or even increase slightly Assume that in this embodiment by suitable choice of the steady currents in the coils a state is set in which the forces acting on the two coils are directed in opposite directions, but the same big s! are so that the coils in spite of the fact that they flowed current and are angeordo net in a magnetic field are in a rest position. Will now the control current changes in one coil, then the one on this changes Coil acting force, whereby the force equilibrium is broken and both coils be deflected, due to the dislocation of the;: pl3.en and the inhomogeneities of the magnetic fields change with increasing the deflection on the Forces acting on the coils, with suitable dimensioning of the system so dsL3 the force on the coil through which the larger current flows is smaller and the force on the coil flowing through the smaller current is greater. After a deflection of both depending on the respective magnetic force or control current Coils is achieved again ciu balance of forces and the Spulan come in one today position at the Rube.

Durch geeignete Variation der Spulenstrome kann auf diese Weise jeder beliebige Punkt des Verstellbereiches eingestellt werden Dabei besteht der Vorteil, da!3 die Verstellung allein durch elektromagnetische Wirkungen erfolgt. so daß im Gegensatz zu solchen elektromagnetisch-mechanischen Vorrichtungen, bei denen mechanische Rückstellkräfte oder dergleichen eingesetzt werden, die für eine bestimmte Auslenkung benötigten Kräfte im wesentlichen unabhängig vom absoluten Betrag der Auslenkung selbst sind0 Irgendeine Energiespeicherung (Weg x Federkraft) findet daher nicht statt Die erfindungsgemäße Verstellvorrichtung eignet sich ins besondere ftir Steuerzwecke, z.B. in Verbindung mit Servoventile, bei denen relativ große Hublängen erforderlich sind. Beispielsweise kann mit der erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung direkt der Steuerkolben eines Servoventils verbinden werden, so daß die aus Prallplatte und Rückstellt feder bestehende erste Stufe wegfallen kann. Eine andere bevorzugte Anwendungsform der Erfindung, bei der beliebig viele Verstellvorrichtungen derart nebeneinander angeordnet sind, daß die maximalen Auslenkungen einer jeden Verstell vorrichtung in der einen oder anderen Richtung mi der maximalen Auslenkung der oenachbarten Verstellvorrichtung übereinstimmen. ei£et' sich beispielsweise in Verbindung mit Werkzeugmaschinen zur Verstellung des Werkzeugs oder Werkstücks längs einer an sich beliebig langen geraden oder gekrümmten Bahn.By suitable variation of the coil currents, everyone can do this in this way any point of the adjustment range can be set. because! 3 the adjustment takes place solely through electromagnetic effects. so that im In contrast to such electromagnetic-mechanical devices, in which mechanical Restoring forces or the like are used for a certain deflection The forces required are essentially independent of the absolute amount of deflection themselves are0 There is therefore no energy storage (distance x spring force) The adjustment device according to the invention is particularly suitable for control purposes, e.g. in connection with servo valves, which require relatively long stroke lengths are. For example, the adjustment device according to the invention can be used directly Connect the control piston of a servo valve so that the flapper and Resets spring existing first stage can be omitted. Another preferred application of the invention, in which any number of adjustment devices next to each other are arranged that the maximum deflections of each adjustment device in one direction or the other with the maximum deflection of the neighboring one Adjusting device match. ei £ et 'for example in connection with Machine tools for adjusting the tool or workpiece along a length of any length straight or curved path.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an einigen Ausführungsformen beschrieben0 Die Fig0 1 bis 3 zeigen verschiedene Ausführungsformen der Erfindung.The invention is illustrated below with reference to the drawing of some embodiments Described0 FIGS. 1 to 3 show various embodiments of the invention.

Die Fig. 4 und 5 zeigen schematische Darstellungen des Verlaufs der auf die Spulen nach Fig. 1 wirkenden Kräfte.4 and 5 show schematic representations of the course of the forces acting on the coils according to FIG.

Die Fig. 6 und 7 zeigen Anwendungsbeispiele flir die erfindungsgemäße Verstéllvorrichtung.6 and 7 show application examples for the inventive Adjustment device.

Gemäß Fig0 1 enthält eine erfindungsgemäße Verstellvorrichtung zwei Schwingspule-Permanentmagnet-Anordnungen 1 und 1aO Die Permanentmagneten bestehen aus Topfmagneten mit gleicher Achse, die mit ihren Grundflächen aneinandergren zen oder einander mit Abstand derart gegenübergestellt sind, daß sie beide nach außen geöffnet sind0 Die Magnete sind an Zentrierachsen 2, 2a befestigt, die an ihren freien Enden fest eingespannt werden0 In den ringförmigen Luftspalten L1 und L2 zwischen Joch und Kern eines jeden Topimagneten können sich zwei Schwingspulen 5, 6 bewegen, Die Schwingspulen 5, 6 sind über ein zu verschiebendes Element 7 starr miteinander verbunden, das auf den Zentrierachsen gleitend gelagert aetn kann0 Beim Ausführungabeispiel nach Fig. 2 sind zwei Schwing spule-Permanentmagnet Anordnungen 8, 9 vorgesehen, die durch eine Stange 10 verbunden und so angeordnet sind, daß sie die glei'che Symmetrieachee besitzen und zum Symmetriszentrum hin geöffnet sind0 Zwei Schwingspulen 12, 13 können sich in den ringförmigen Luftspalten L1, L2 der Permanentmagnete bewegen und sind durch Stangen 16, 17 starr miteinander verbunden, an denen das zu bewegende Element 11 befe@tigt ist, welches auf der Stange 10 leitet.According to Fig0 1, an adjusting device according to the invention contains two Voice coil permanent magnet assemblies 1 and 1aO The permanent magnets are made made of pot magnets with the same axis, which border one another with their base areas or are opposed to each other at a distance in such a way that they both face outwards are open0 The magnets are attached to centering axes 2, 2a, which are attached to their free ends are firmly clamped in the ring-shaped air gaps L1 and L2 two voice coils 5, 6 move, the voice coils 5, 6 are rigid via an element 7 to be displaced connected to each other, which can be slidably mounted on the centering axles Embodiment example according to Fig. 2 are two voice coil permanent magnet arrangements 8, 9 are provided which are connected by a rod 10 and arranged so that they have the same axis of symmetry and to the center of symmetry there are open0 Two voice coils 12, 13 can be located in the annular air gaps L1, L2 of the permanent magnets move and are rigidly connected to one another by rods 16, 17 connected to which the moving element 11 is fastened, which is on the rod 10 heads.

Gemäß Abbo 3 ist nur ein Topfmagnet 23 vorgesehen, in wel chem die beiden Schwingspuien hintereinander angeordnet sind. Die beiden Pfeile geben die Richtung an, in welcher die beiden Spulen durch die Steuerströme ausgelenkt werden0 Allen Ausführungsformen ist gemeinsam, daß die beiden Schwingspulen derart vom Steuerstrom durchflossen werden, daß sie bei fehlender mechanischer Kopplung in entgegengesetzte Richtungen ausgelenkt würden. Außerdem können die Permanentmagnetfelder derart außgebildes sein, daß die beiden Spulen, wenn sie von gleichen Steuerströmen durchflossen werden, eine Mittelstellung (Ruhestellung) einnehmen, die etwa dem Mittelpunkt zwischen den maximalen Auslenkungen nach rechts und links entspricht.According to Abbo 3, only one pot magnet 23 is provided in wel chem the two Schwingspuien are arranged one behind the other. The two arrows indicate the Direction in which the two coils are deflected by the control currents0 What all embodiments have in common is that the two voice coils are affected by the control current are traversed in that they are in opposite directions in the absence of mechanical coupling Directions would be deflected. In addition, the permanent magnetic fields can be formed in this way be that the two coils, if they are traversed by the same control currents, take a middle position (rest position), which is approximately the midpoint between corresponds to the maximum deflections to the right and left.

Die Wirkungeweise der Erfindung ist in Fig. 4 und 5 schematisch dargestellt. In Fig. 4 ist auf die Ausführungaform nach Fig. 1 Bezug genommen, wobei angenommen ist, daß die beiden Spulen 5, 6 in der Stellung 1 = 1 etwa in der Mitte 0 der Nordpole der Magnete 1, la beginnen und außerhalb der Magnete enden. In einem Koordinatensystem ist-längs der Ordinate die auf die stromdurchflossenen Spulen wirkende Kraft und längs der Abszisse die gemeinsame Auslenkung der Spulen aufgetragen. Die auf die linke Spule in Fig. 1 wirkende Kraft ist bei der Stellung 1 - 1o relativ groß, fällt aber bei Auslenkung dieser Spule naoh links schnell aD. Diese Eigenschaft ist durch die Kurven i11 und i12 für zwei unterschiedliche Steuerstromstärken dargestellt, Im rechten eil de Fig. 4 ist eine Kurve i2 gezeichnet, die die auf die rechte Spule in Fig. 1 wirkende Kraft, ebenfalls bei konstantem Stromfluß, darstellt Wenn angenommen wird1 daß im Punkt A an der Stelle 1 @ lo> d.h. wenn beide Spulen die Ausgangsstellung einnehmen, die auf die Spulen wirkenden Kräfte entgegengesetzt gleich groß sind, dann verbleiben die Spulen in dieser Stellung.The mode of operation of the invention is shown schematically in FIGS. In FIG. 4, reference is made to the embodiment according to FIG. 1, where it is assumed is that the two coils 5, 6 in the position 1 = 1 approximately in the center 0 of the north poles the magnets 1, la begin and end outside the magnets. In a coordinate system is the force acting on the current-carrying coils along the ordinate and the common deflection of the coils is plotted along the abscissa. The ones on the The force acting on the left coil in Fig. 1 is relatively large in the position 1 - 1o, falls but when this coil is deflected near the left, quickly aD. This property is through the curves i11 and i12 for two different ones Control currents shown, In the right eil de Fig. 4, a curve i2 is drawn, which on the right coil in Fig. 1 represents the force acting, also with a constant current flow If it is assumed 1 that at point A at point 1 @ lo> i.e. if both coils assume the starting position, opposing the forces acting on the coils are the same size, the coils remain in this position.

Erhöht man nun den durch die linke Spule in Fig. 1 flj.essenden Strom von i auf i12, dann wird die auf diese Spule wirkende, nach links ziehende Kraft (entsprechend dem Punkt B) größer als die auf die andere Spule wirkende, nach rechts ziehende Kraft (entsprechend dem Punkt A), wodurch beide Spulen nach links bewegt werden. Aufgrund dieser Bewegung wird die ,linke Spule durch ein schnell abnehmendes Nagnetfeld geführt, was zur Folge hat, daß bei Aufrechterhaltung des Stroms i12 die auf diese Spule wirkende Kraft schnell kleiner wird. Da die rechte Spule jedoch gleichzeitig in ein etwas stärker werdendes Magnetfeld hineingezogen wird, stoigt die auf diese Spule wirkende Kraft trotz konstanter Stromstärke 12 etwas an, An einer Stelle C in Fig.If one now increases the current flowing through the left coil in Fig. 1 from i to i12, then the force acting on this coil and pulling to the left becomes (corresponding to point B) larger than the one acting on the other coil, to the right pulling force (corresponding to point A), which moves both coils to the left will. Because of this movement, the left coil is rapidly decreasing Out of magnetic field, which has the consequence that if the current i12 the force acting on this coil quickly decreases. Since the right coil, however is drawn into a somewhat stronger magnetic field at the same time the force acting on this coil, despite the constant current strength 12, is somewhat on, An a point C in Fig.

4 ist schließlich ein Kräftegleichgewicht erreicht, d.h.4 an equilibrium of forces is finally reached, i.e.

die auf die beiden Spulen wirkenden Kräfte sind wieder gleich groß.the forces acting on the two coils are again the same.

Ähnliches würde sich bei dieser Ausführungsform ergeben, wenn der durch die rechte Spule fließende Strom i2 bei konstantem Strom i11 erhöht würde. In diesem Palle würden die Spulen jedoch gemeinsam nach rechts ausgelenkt.Something similar would result in this embodiment if the Current i2 flowing through the right coil would be increased at constant current i11. In this case, however, the coils would be deflected together to the right.

Wird gemäß Fig 4 der Strom i11 auf den Strom i12 erhöht und gleichzeitig der Stroip i21 auf i22 erniedrigt, dann ergibt sich ein stabiler Zusiand bei der Auslenkung @ = bzw. am Punkt D. Der Unterschied zwischen den Funkten C und D bestent derin, daß dem Funkt C eine größere Steif heit als dem Punkt D zugeordent ist, wenn maii unter Steifheit des Systems diejenige Hückstellkraft versteht, die sich bei eingeschaltetem Stenerstrom und bei mechenischer Auslenkung der Spulen auf dem durch die Punkte A, t bzwc D definierten stabilen Zustand orgibt. Wenn angestrebt wird, bei allen Auslenkungen 1 die gleiche Steif@eit zu erhalten, können daher zum uebergang von irgendeinem Punkt (z.B. A) auf Argendeinen anderen Punkt (z.B. D) die Steuer ströme in beiden Spulen verändert werden.If, according to FIG. 4, the current i11 is increased to the current i12 and at the same time the Stroip i21 lowered to i22, then results in a more stable Condition at the deflection @ = or at point D. The difference between the points C and D insist that point C has a greater stiffness than is assigned to point D. is when maii understands the stiffness of the system to be the restoring force which when the star current is switched on and when the coils are mechanically deflected orgibt on the stable state defined by the points A, t and D, respectively. If aimed is to obtain the same stiffness for all deflections 1, can therefore be used to transition from any point (e.g. A) to any other point (e.g. D) the control currents are changed in both coils.

In Fig. 5 ist ebenfalls auf die Ausführungsform nach Fig 1 Bezug genommen, wobei jedoch vorausgesetzt ist, daß die beiden Spulen 5, 6 etwa genau so lang wie die Polflächen der Magnete 1, la sind und außerdem genau zwischen diesen angeordnet sind. In diesem Falle nehmen die auf die Spulen wirkenden Kräfte bei konstantem Strom sowohl bei einer Rechtsverschiebung als auch bei einer Linkaverschiebung ab. Die Kurven i11 und i12 zeigen beispielsweise die Abnahme der Kräfte bei Verschiebung der linken Spule nach linke. Die Kurve i2 dagegen zeigt die Abnahme der auf die rechte Spule wirkenden Kraft, wenn diese bei konstantem Strom i2 nach links verschoben wird. Wie sich aus Fig. 5 ergibt, erfolgt die Abnahme der Kräfte entlang den Kurven i11 bzw i12 wesentlich schneller als die Abnahme der Kraft längs der Kurve i2. Wenn also als Ausgangsstellung wiederum der Punkt A angenommen und der Strom in der linken Spule auf den Wert i12 erhöht wird (entsprechend dem Punkt B), dann stellt sich bei einer Auslenkung 1 = I1 ein Kräftegleichgewicht ein (entsprechend dem Punkt C), durch das die beiden Spulen erneut zur Ruhe kommen Erfindungsgemäß ergeben sich somit beispielsweise die fol genden Einstellmöglichkeiten: 1) Der geometrische Mittelpunkt jeder Spule ist so einige stellt, daß die Stelle 1 = 1o dem Maximum im Kraft/Weg-Diagramm entspricht (vgl. Fig. 5).In Fig. 5, reference is also made to the embodiment of Fig. 1, however, it is assumed that the two coils 5, 6 are about as long as the pole faces of the magnets 1, la are and also arranged exactly between them are. In this case, the forces acting on the coils decrease at a constant rate Current from both a right shift and a left shift. The curves i11 and i12 show, for example, the decrease in the forces on displacement the left coil to the left. The curve i2, however, shows the decrease in the right coil acting force when this shifted to the left at constant current i2 will. As can be seen from FIG. 5, the forces decrease along the curves i11 or i12 much faster than the decrease in force along curve i2. if so again assume point A as the starting position and the current in the left Coil is increased to the value i12 (corresponding to point B), then it arises with a deflection 1 = I1 an equilibrium of forces is established (corresponding to point C), through which the two coils come to rest again According to the invention This results in the following setting options, for example: 1) The geometric The center of each coil is so few that the point 1 = 1o the maximum corresponds in the force / distance diagram (see. Fig. 5).

2) Der geometrische Mittelpunkt jeder Spale ist so eingestellt, daß sich die Stelle 1 = 1o jeweils auf der äußeren Flanke des Kraft/Weg-Diagramme befindet (vgl. Fig. 4).2) The geometric center of each column is set so that the position 1 = 1o is on the outer flank of the force / displacement diagram (see Fig. 4).

3) Der geometrische Mittelpunkt jeder Spule ist so eingestellt, daß sich die Stelle 1 = lo jeweils auf der inneren Flanke des Kraft/Weg=iiagramms befindet (nicht dargestellt).3) The geometric center of each coil is set so that the position 1 = lo is on the inner flank of the force / path = diagram (not shown).

In Fig0 6 ist die Anwendung der Erfindung auf ein einstufiges Servoventil 25 dargestellt, dessen Steuerkolben 27 direkt mit einer Spule 29 verbunden ist, die Teil einer erfindungsgemäßen Verstellvorrichtung ist. Besondere Vorteile der Anwendung der Erfindung auf Servoventile bestehen darin, daß deren Steuerkolben nicht gegen di.e Kraft einer Feder oder dergleichen ausgelenkt werden brauchen, daß relativ große Hübe des Steuerkolbens in der Größenordnung von Zentimetern möglich sind und daß sich äußerst kurze Einstellzeiten ergeben0 Eine weitere Anwendungsmöglichkeit der Erfindung zeigt die Fig; 1, in der schematisch drei Magnetsysteme 31, 33 und 35 dargestellt sind, die je einen Nordpol N und Süd pol S aufwesen. Unterhalb der Magnetsysteme ist je eine Einheit 37 bzw. 39 bzw. 41 angeordnet. Jede dieser Einheiten besteht aus zwei unabhängigen Gruppen von Leitern 37a, b bzw 39a, b bzw. 41a, b. Die beiden je einer Einheit zugeordneten Leitergruppen sind jeweils so vom Strom durchflossen, daß sie in entgegengesetzte Richtungen auss gelenkt werden Die Einheiten 37, 39 und 41 sind auuerdem durch Stangen 43 und 45 fest miteinander verbunden, so daß sie nur gemeinsam bewegbar sind. Die Leiter sind z,B, in Weicheisen eingelassene Drahtschleifen, wobei sich die magnetische Anziehung bei der Anzahl der Einzeisysteme aufhebt.In Fig0 6 is the application of the invention to a single-stage servo valve 25 shown, the control piston 27 of which is directly connected to a coil 29, which is part of an adjusting device according to the invention. Special advantages of the Application of the invention to servo valves are that their control piston do not need to be deflected against the force of a spring or the like, that relatively large strokes of the control piston on the order of centimeters are possible and that the response times are extremely short0 Another possible application the invention shows the Fig; 1, in which three magnet systems 31, 33 and 35 are shown, each of which has a north pole N and a south pole S up. Below the Magnet systems are each a unit 37 or 39 or 41 arranged. Each of these units consists of two independent groups of conductors 37a, b and 39a, b and 41a, b, respectively. The two each one unit assigned leader groups are each so traversed by the current that they are directed out in opposite directions The units 37, 39 and 41 are also fixed to one another by rods 43 and 45 connected so that they can only be moved together. The conductors are, for example, made of soft iron recessed wire loops, with the magnetic attraction increasing in number which cancels single systems.

Es sei nun, ausgehend von der in Fig0 7 dargestellten Relativstellung der Einheiten 37 bis 41, angenommen, daß zu nächst nur die Leiter der Einheit 37 von Steuerströmen durchflossen sind, und zwar derart, daß sich das gesamte System in Ruhe befindet. Wird nun beispielsweise der Strom in der Leitergruppe 37a erhöht, dann wird die auf diese Leiter wirkende, nach rechts treibende Kraft erhöht, wodurch das gesamte System nach rechts ausgelenkt wird. Dadurch gelangt die Leitergruppe 37a in ein schwächer werdendes, die Leitergruppe 37b dagegen in ein stärker werdendes Magnetfeld, so daß sich nach einer gewissen Rechtsverachiebung ein Gleichgewichtszustand. einstellt O In Fig. 7 ist weiter angenommen, daß eine maximale Auslenkung nach rechts nur über eine Strecke #l1 vorgenommen werden kann. Wenn diese Stellung erreicht ist, befindet sich die Einheit 39 in einer Stellung, die der in Fig. 7 für die Einheit 37 gezeigten Stellungen entspricht. Wird daher nach Erreichen dieser Stellung der Steueretrsm für die Einheit 37 aus- und der Steuerstrom für die Einheit 39 eingeschaltet, dann kann nun die Einheit 39 durch entsprechende Stromänderungen um eine Strecke #l2 verschoben werden. Am Ende dieser Verschiebung ist die Einheit 41 vorbereitet, so daß diese um eine Strecke verschoben werden kann0 Insgesamt ist somit eine Verschiebung um die Strecke als + A 12 + #l3 möglich, wobei innerhalb jeder Teilstrecke jev der beliebige Punkt angefahren werden kann. Auf diese Weise ergibt sich eine Verstellvorrichtung, mit der ein mit den Einheiten 37 bis 41 gekoppeltes Element um eine bestimmte, von der Zahl der verwendeten Einheiten abhängige Strecke kontinuierlich verschiebbar isto Die Verstellvorrichtungen können auf einer Geraden oder einem bogen angeordnet sein. Schließlich ist es möglich, die Einheiten 37 bis 41 ortsfest anzuordnen, ttattdessen die Magnetsysteme 31 bis 35 zu verschieben und das Element mit den Magnet systemen zu koppeln.Let it now be based on the relative position shown in FIG of units 37 to 41, assuming that initially only the heads of unit 37 are traversed by control currents, in such a way that the entire system is at rest. If, for example, the current in the conductor group 37a is increased, then the force acting on this ladder to the right is increased, whereby the entire system is deflected to the right. This is how the leader group arrives 37a becomes weaker, while the leader group 37b becomes stronger Magnetic field, so that a state of equilibrium arises after a certain displacement of the law. sets O In Fig. 7 it is further assumed that a maximum deflection to the right can only be done over a distance # l1. When this position is reached the unit 39 is in a position similar to that of FIG. 7 for the unit 37 corresponds to the positions shown. Therefore, after reaching this position, the Control trsm for unit 37 off and the control current for unit 39 on, then the unit 39 can now move a certain distance by changing the current accordingly # l2 to be moved. At the end of this shift, the unit 41 is prepared, so that it can be shifted a distance0 All in all a shift by the distance as + A 12 + # l3 is thus possible, whereby within Any point can be approached for each section. In this way the result is an adjusting device with which a device coupled to the units 37 to 41 Element by a certain distance depending on the number of units used is continuously displaceable. The adjustment devices can be moved on a straight line or a bow. Finally, it is possible to use the units 37 to 41 to be arranged in a stationary manner, instead of moving the magnet systems 31 to 35 and to couple the element with the magnet systems.

Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Sie umfaßt vielmehr alle Ausführungsformen, bei denen innerhalb eines gegebenen Verstellbereiches durch Änderung der durch die Leiter fließenden Steuerströme eine beliebige Zwischenstellung eingestellt werden kann0 Wesentlich ist in allen mUglichen Fällen lediglich, daß sich bei Verschiebung der Leiter eine unsymetrische Kraitflußänderuntg ergibt. Wie diese Kraftflußänderung erreicht wird, ist im Prinzip gleichgültig, d.h. sie kann sich beispielsweise durch natürliche Inhomogenitäten des Magnetfeldes von Topfmagneten, durch speziell ausgebildete Pol schuhe oder durch unterschiedliche und unsymetrische Wicklung der Spulen ergeben. Anstelle von Permanentmagneten können-auch Elektromagnete zur Herstellung der Magnetfelder verwendet werden0 Die Erfindung ist weiterhin nicht auf die Verwendung von nur zwei Gruppen ton Leitern beschränkt, da in Fig. 1 bis 5 auch mehr als zwei Spulen verwendet werden können Der ertige Ausführungsformen wären z.B. dann vorteilhaft, wenn mit kleinen Steuerströmen große Verstellkräfte aufgebracht werden müssen Weiterhin ist die Erfindung nicht auf die Art der Steue rung beschräßkt. In der bisherigen Beschreibung wurde zwar davon ausgegangen, daß von einen konstanten btcuer" Strom auf einen anderer, konstanten Steuerstrom umgeschaß.The invention is not limited to the exemplary embodiments described limited. Rather, it includes all embodiments in which within a given adjustment range by changing the control currents flowing through the conductors any intermediate position can be set0 is essential in all of them Possible cases only that when the ladder is shifted, an asymmetrical Kraitflussänderuntg results. How this change in force flow is achieved is in principle indifferent, i.e. it can be caused by natural inhomogeneities, for example the magnetic field of pot magnets, through specially designed pole shoes or through result in different and asymmetrical winding of the coils. Instead of permanent magnets Electromagnets can also be used to produce the magnetic fields The invention is also not limited to the use of only two groups of ladders limited, since in Fig. 1 to 5 more than two coils can be used The finished embodiments would be advantageous, for example, if with small control currents large adjustment forces must be applied Furthermore, the Invention not limited to the type of control. In the previous description it was assumed that from one constant btcuer "current to another, constant control current.

tet wird, wenn von einer Stellung auf eine andere Stel lung übergegangen werden soll. Es kann jedoch auch zweck mäßig sein, von einem vorgewählten Ort nus kurzzeitig andere Orte anzufahren0 In diesem prall würden einem konstanten Steuerstrom kurze Impulse unterschiedlicher Amplitude überlagert, deren Dauer der Verweilzeit am gewünschten Ort entsprechen würde. Durch Anlegen treepenstufenförmiger Potentiale an die Leiter könnte auch eine einem Schrittmotor ähnliche Anordnung realisiert werden.is switched when changing from one position to another shall be. However, it can also be useful to nus from a preselected location To travel to other locations for a short time0 In this bulging situation there would be a constant control current short pulses of different amplitudes are superimposed, the duration of which is the dwell time would correspond at the desired location. By applying stepped potentials an arrangement similar to a stepper motor could also be implemented on the conductors will.

Schließlich eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch zum wahlweisen Einstellen zweier Zustände, wobei Wechselströme verwendet werden können. Dabei besteht der Vorteil, daß die beiden Zustande in Aohängigkeit von der Amplitude und der Phase der Steuerströme verändert werden können Schließlich sind die beschriebenen Vorgänge erfindungsgemäß auch in der Weise umkehrbar, daß die Spulen oder sonstigen Leiter starr und die Magnete verschieblich angeordnet sind Diese Nöglichkeit besteht insbesondere bei der Ausführungsform nach Fig 70Finally, the device according to the invention is also suitable for optionally setting two states, whereby alternating currents can be used. The advantage here is that the two states are dependent on the amplitude and the phase of the control currents can be changed. Finally, those are described Processes according to the invention also reversible in such a way that the coils or other The conductors are rigid and the magnets can be moved. This is possible in particular in the embodiment according to FIG. 70

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1) Electromagnetic adjustment device element which is different for the length of a given path. d ad u r c h g I do not know that at least two mechanically coupled, in magnetic fields (L @ L2) arranged, current-carrying conductors (5, 6) are provided because they are fixed Relative position to the magnetic fields by varying the magnetic fields assigned to them Power flows and / or the amplitudes of the control currents flowing through them within of the adjustment range is continuously variable, and that the element (7) on attached to the conductors or the magnetic fields 0 2) Adjustment device according to claim 1, characterized in that the two conductors (5, 6) in at least partially inhomogeneous magnetic fields arranged and so traversed by the control current are that they are deflected in the opposite direction0 3) Adjustment device according to claim 1, characterized in that the quieter (5,6) by coils with non-uniform Winding density are formed and the current flows through them in such a way that they are in opposite directions Direction are deflected 4) adjusting device according to one of claims e to 3, d u r c h e k e n n n z e i c h n e t, that two equiaxed, in pot magnets (1, r-> or Q 8, 9) arranged coils (5, 6 or, 12, 13) are provided and that the forces exerted on the coils are counteracted in every fixed position are the same size.

5) Veratellvorrichtung according to claim 4, characterized in that the pot magnets are both open to the outside or both open to the inside 6) Adjustment device according to claim 5, that the two coils with the same polarity of the pot magnets and the same winding inside la Gegengea @@ z @ the direction of the current flowed.

7) Adjusting device according to claim 5, characterized in that when using two outwardly open pot magnets the direction of the through the Coils flowing control currents is chosen such that both coils are deflected outward Werden0 8) Adjusting device according to claim 5, characterized in that at Use two inwardly open top magnets to determine the direction of the coils flowing control currents is chosen such that the two coils are deflected inward are 9) adjusting device according to one of the claims? up to 4, characterized that both coils are arranged in the air gap of one and the same pot magnets (23) 10) Adjusting device according to one of claims 1 to '9, characterized in that that as a longitudinally displaceable element, the control piston (27) of a servo valve (25) is provided.

11) Adjusting device according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the ladder by wire loops embedded in soft iron (37 a, b) are formed 12) adjusting device according to one of the claims 1 to 3, characterized in that a large number of Verstall.

devices side by side on a linear path or one Arc is arranged in such a way that the maximum deflection (# 1) of each Adjustment device in one direction or the other with the maximum of Auslen kung of the adjacent adjustment device matches.

i)) Adjusting device according to claim 12, characterized in that that the longitudinally displaceable element is a tool or workpiece.

L e r s e i t e