DE2101115C3

DE2101115C3 - Adjusting device for controlling the position of a movable member with a spring-loaded temperature-sensitive element

Info

Publication number: DE2101115C3
Application number: DE19712101115
Authority: DE
Inventors: Everett O. Wrentham Mass. Olsen (V.St.A.)
Original assignee: Foxboro Co
Current assignee: Schneider Electric Systems USA Inc
Priority date: 1970-01-12
Filing date: 1971-01-12
Publication date: 1978-08-10
Also published as: NL7100245A; DE2101115A1; GB1311790A; FR2075282A5; DE2101115B2; CA944814A; JPS501661B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Stellvorrichtung zur Steuerung der Stellung eines beweglichen Gliedes, mit einem federvorgespannten temperaturempfindlichen Element z. B. einem Draht, einer steuerbaren Heizeinrichtung zur Erwärmung des temperaturempfindlichen Elementes in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, einer auf das Eingangssignal ansprechenden Einrichtung zur regelbaren Einstellung der Wärmemenge für das temperaturempfindliche Element zur Steuerung der Stellung des beweglichen Gliedes, und mit Mitteln, die das temperaturempfindliche Element mit dem einzustellenden Glied verbinden.The invention relates to an adjusting device for controlling the position of a movable member with a spring-loaded temperature sensitive element z. B. a wire, a controllable heating device for heating the temperature-sensitive Element as a function of an input signal, a device responsive to the input signal for adjustable setting of the amount of heat for the temperature-sensitive element to control the Position of the movable member, and with means that connect the temperature-sensitive element to the member to be adjusted.

Aus der DE-Gbm 17 79 595 ist ein Sollwertsteller, insbesondere für Temperaturregler bekannt, um beispielsweise die Wasservorlauftemperatur bei Heizöfen zu regeln, wobei der Tc-snperatursollwert in Abhängigkeit von der Witterung selbsttätig mit Hilfe eines elektrischen Steuerstromes eingestellt wird. Der Sollwertsteller besteht aus einem vom Steuerstrom beheizten und durch Wärmeausdehnung wirkenden Organ, z.B. einem Bimetallstreifen, der mittels eines Übertragungsgliedes den Temperatursollwert am Regler vorgibt Das Istwertsignal besteht aus der Temperatur des Reglers, der mit dem Heizofen temperaturleitend verbunden ist, wobei sich die Temperatur im Inneren des Reglers auf eine Bimetallfeder überträgt, so daß bei einem bestimmten Temperaturwert bzw. Istwert durch die Bimetallfeder ein "Kontakt geschlossen wird, über welchen ein Motor an Spannung gelegt wird, der daraufhin eine Luftklappe stärker öffnet, so daß dadurch der Abbrand im Ofen erhöht wird. Steigt die Temperatur des Warmwassers dann wieder über einen bestimmten Temperaturwert, so werden die genannten Kontakte geöffnet und der Stellmotor schließt wieder die Luftklappe. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung gelangt ein Sollwertgeber zur Anwendung, der von einem Witterungsfühler gespeist wird, wobei der Witterungsfühler in dem Steuerstromkreis eines Heizwiderstandes liegt, der das Sollwertstellglied in Form eines Bimetallstreifens beeinflußt Durch die Verbiegung des Bimetallstreifens wird die Ausgangslage der Bimetallfeder entsprechend verändert, so daß der genannte Kontakt bei einem entsprechend anderen Istwert geschlossen bzw. geöffnet wird. Diese bekannte Einrichtung arbeitet auch nach dem sogenannten Zwdpunktprinzip, so daß sie nicht für eine kontinuierliche Einstellung eines beweglichen Gliedes oder Elementes geeignet istFrom DE-Gbm 17 79 595 a setpoint adjuster, in particular for temperature regulators, is known, for example to adjust the water supply temperature in heating stoves to regulate, the Tc temperature setpoint depending on the weather automatically with the help of a electrical control current is set. The setpoint adjuster consists of a control current heated organ acting through thermal expansion, e.g. a bimetallic strip, which by means of a Transmission element specifies the temperature setpoint on the controller Inside the controller transfers to a bimetal spring, so that at a certain temperature value or Actual value a "contact is closed by the bimetal spring, via which a motor is connected to voltage, which then opens an air flap more, so that the burn-up in the furnace is increased. Increases the The temperature of the hot water is then again above a certain temperature value, so the mentioned Contacts open and the servomotor closes the air flap again. In this known circuit arrangement, a setpoint generator is used, the is fed by an outside sensor, wherein the outside sensor is in the control circuit of a heating resistor, which the setpoint actuator in the form of a bimetallic strip influenced By the bending of the bimetallic strip, the starting position of the Bimetallic spring changed accordingly, so that the contact mentioned in a correspondingly different Actual value is closed or opened. This known device also works according to the so-called Zwdpunktprinzip, so that they do not allow for a continuous adjustment of a movable member or Element is suitable

Aus der US-PS 32 42 796 ist eine Stellvorrichtung bekannt, die zur Steuerung der Stellung eines beweglichen Gliedes eines Strahlungsauswahlgerätes (Monochromator) verwendet wird, wobei beispielsweise zur Veränderung einer Schlitzweite ein verschiebbarer Schlitten mit Hilfe eines temperaturempfindlichen Elementes bzw. eines Drahtes temperaturabhängig verstellt wird. Bei diesem bekannten temperaturemp- From US-PS 32 42 796 an adjusting device is known which is used to control the position of a movable member of a radiation selection device (monochromator), for example, to change a slot width, a movable carriage is adjusted temperature-dependent with the help of a temperature-sensitive element or a wire . With this known temperature

21 Ol21 Ol

findliehen Element handelt es sich jedoch um einen ganz normalen Draht, der sich entsprechend dem bekannten physikalischen Gesetz bei Temperaturerhöhung pro· portional ausdehnt und bei einer Temperaturverminderung proportional zusammenzieht. Pie durch Tempera- ¹S turveränderung des Elementes bzw- Drahtes erzielbaren Verkürzungen oder Verlängerungen sind jedoch vergleichsweise äußerst gering, so daß diese bekannte Anordnung nicht dazu verwendet werden kann, beispielsweise ein zu verstellendes Glied über eine größere Strecke hinweg auf bestimmte Einstellpunkte einzustellen.However, this element is a completely normal wire which, according to the known physical law, expands proportionally when the temperature rises and contracts proportionally when the temperature drops. However, due to temperature Pie ¹ S turveränderung of the element wire bzw- recoverable truncations or extensions are relatively extremely low, so that this known arrangement can not be used, for example, across a set member to be adjusted over a greater distance to certain set points.

Aus der US-PS 2192 659 ist eine Reguliervorrichtung mit einem einstellbaren Glied bekannt, um beispielsweise die Zufuhr eines Mediums zu steuern, wobei eine Einrichtung zur Betätigung des Gliedes und Mittel mit einem Beuler vorgesehen sind, in welchem eine verdampfbare Flüssigkeit enthalten ist, ebenso ein Mechanismus vorgesehen ist, der auf eine Abweichung eines bestimmten Zustandes zur Veränderung der relativen Mengen der Flüssigkeit und des Dampfes in dem Beuler als eine Funktion der Abweichung anspricht, wobei dann das Glied als Funktion der Abweichung bewegt wird. Weiter sind Mittel vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Bewegung des genannten Gliedes gesteuert werden, um darüber hinaus die relativen Mengen der Flüssigkeit und des Dampfes zu verändern, so daß dadurch eine zusätzliche Bewegung des Gliedes erzielt wird.From US-PS 2192 659 is a regulating device known with an adjustable member, for example to control the supply of a medium, wherein a Means for actuating the member and means are provided with a bulge in which a vaporizable liquid is included, likewise a mechanism is provided which reacts to a deviation of a particular state to change the relative amounts of liquid and vapor in responds to the bulge as a function of the deviation, then the limb as a function of the Deviation is moved. Means are also provided which, depending on the movement of the The mentioned element can be controlled in order, in addition, to determine the relative amounts of liquid and vapor to change, so that an additional movement of the limb is achieved.

Bei dieser bekannten Konstruktion wird ein bestimmtes Ansprechverhalten realisiert, welches beispielsweise derart ausgelegt ist, daß die Anordnung zu Beginn einer Operation sehr schnell anspricht, jedoch anschließend diese Operation sehr viel langsamer durchgeführt wird.In this known construction, a certain response behavior is realized, which for example is designed such that the arrangement responds very quickly at the beginning of an operation, but subsequently this operation is carried out much more slowly.

Bei alien diesen bekannten Stellvorrichtungen oder Reguliervorrichtungen gelangt jedoch auch keine Linearisierungseinrichtung zur Anwendung, die jedoch für eine genaue Positionierung eines einzustellenden Gliedes erforderlich istIn all of these known adjusting devices or regulating devices, however, none is achieved either Linearization device for use, however, for precise positioning of a setting Limb is required

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine Stellvorrichtung zur Steuerung der Stellung eines beweglichen Gliedes der eingangs definierten Art zu schaffen, die bei einfacher Konstruktion innerhalb eines bestimmten Arbeitsbereiches eine kontinuierliche und sehr genaue Einstellung eines einzustellenden beweglichen Gliedes innerhalb eines vergleichsweise sehr großen Bewegungsbereiches des genannten Gliedes ermöglichtThe object on which the invention is based is to provide an adjusting device for controlling the position to create a movable member of the type defined at the outset, with a simple construction within of a certain work area a continuous and very precise setting of one to be set movable member within a comparatively very large range of motion of said member enables

Ausgehend von der Stellvorrichtung der eingangs definierten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das temperaturempfindliche Element aus einer Metallegierung besteht, die sich zu verkürzen beginnt, wenn die Temperatur des Elements in einen bestimmten Bereich gelangt, wobei die Verkürzung des temperaturempfindlichen Elements während des Temperaturanstieges innerhalb des Arbeitsbereiches andauert, bis das Element schließlich eine maximale Arbeitstemperatur erreicht, oberhalb welcher keine weitere Verkürzung mehr auftritt, und daß eine auf die Stellung des beweglichen Gliedes ansprechende Rückkopplungseinrichtung vorgesehen ist, die ein dem Einfluß des Eingangssignals entgegenwirkendes Rückkopplungssignal erzeugt, so daß das bewegliche Glied entsprechend der Größe des Eingangssignal eingestellt wird.Based on the actuating device of the type defined at the outset, this object is achieved according to the invention solved in that the temperature-sensitive element consists of a metal alloy that begins to shorten when the temperature of the element reaches a certain range, the shortening of the temperature-sensitive element continues during the temperature rise within the working area until the element finally has a maximum working temperature reached, above which no further shortening occurs, and that a on the position of the movable member responsive feedback means is provided which a dem Influence of the input signal generated counteracting feedback signal, so that the movable member is set according to the size of the input signal.

Eine besondere Eigenschaft des temperaturempfindlichen Elements besteht somit gegenüber den bekannten vergleichbaren Einrichtungen darin, daß die durch Temperaturveränderung erzielbare Verkürzung oder Verlängerung des Elements außerordentlich stark ausgeprägt Ist, so daß das temperaturempfindliche Element beispielsweise zur Positionierung eines Markierungsstiftes eines Aufzeichnungsgerätes verwendet werden kann, also der Markierungsstift an vergleichsweise großen Abstand zueinander besitzenden Stellen mit großer Genauigkeit auf das Aufzeichnungsmedium aufgesetzt werden kann.The temperature-sensitive element therefore has a special property compared to the known ones comparable facilities in that the shortening or shortening that can be achieved by temperature change Extension of the element is extremely pronounced, so that the temperature-sensitive Element used, for example, for positioning a marker pen of a recording device can be, so the marker pen at a comparatively large distance from each other owning points can be placed on the recording medium with great accuracy.

Im einzelnen kann die Erfindung dadurch eine vorteilhafte Weiterbildung erfahren, daß das temperaturempfindliche Element aus einer Nickel-Titan-Legierung bestehtIn detail, the invention can experience an advantageous development that the temperature-sensitive Element consists of a nickel-titanium alloy

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist eine Einrichtung vorgesehen, die durch das teraperaturempfindliche Element einen Strom schickt und es in den genannten Temperaturbereich aufheizt Weiter ist eine auf die Stellung des beweglichen Gliedes ansprechende Einrichtung vorgesehen, die ein zur jeweiligen Stellung des Gliedes proportionales Signal erzeugt, ebenso eine Schaltungsanordnung, die ein zur gewünschten Ausgangsstellung des beweglichen Gliede; proportionales Eingangssignal erzeugt und schließlich is' eine Summierschaltung vorgesehen, die das zur jeweiligen Stellung des Gliedes proportionale Signal und das genannte Eingangssignal empfängt und die Differenz zwischen diesen Signalen bildet, um die Temperatur des drahtförmigen Materials automatisch entsprechend der gewünschten Ausgangslage einzuregeln.According to an advantageous embodiment, a device is provided by the temperature sensitive Element sends a current and heats it up in the specified temperature range. Next is one to the position of the movable member responsive device is provided which a for the respective position of the member proportional signal generated, as well as a circuit arrangement that a to the desired starting position the movable limb; generates proportional input signal and finally is a summing circuit provided that the signal proportional to the respective position of the member and the receives said input signal and forms the difference between these signals to determine the temperature of the wire-shaped material to be adjusted automatically according to the desired starting position.

Besonders vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 5 bis 8, wobei die Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung gemäß Anspruch 8 u. a. zu dem Vorteil sehr vielseitiger Anwendbarkeit führtParticularly advantageous developments and refinements of the invention emerge from the Claims 5 to 8, wherein the formation of the article of the invention according to claim 8 inter alia. to leads to the advantage of very versatile applicability

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert Es zeigtIn the following the invention is illustrated by means of embodiments with reference to the drawings explained in more detail It shows

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung eines Blattschreibers mit einem temperaturempfindlichen Draht als Betätigungsglied für den Schreibstift zur Aufzeichnung, F i g. 1 is a perspective view of a sheet pen with a temperature-sensitive wire as an actuator for the pen for recording,

Fig.2 eine graphische Darstellung, welche eine idealisierte Kennlinie der temperaturabhängigen Eigenschaften des als Stelltrieb beim Blattschreiber gemäß F i g. 1 verwendeten Materials veranschaulicht,Figure 2 is a graph showing a idealized characteristic of the temperature-dependent properties of the actuating drive in the chart recorder according to F i g. 1 illustrates the material used,

Fig.3 ein Blockschaltbild des Blattschreibers gemäß3 shows a block diagram of the chart recorder according to FIG

F i g. 4 ein elektrisches Schaltbild des Blattschreibers gemäß F ig. 1,F i g. 4 shows an electrical circuit diagram of the chart recorder according to FIG. 1,

Fig.5 einen Schnitt durch einen beim Schreiber gemäß Fi g. 1 verwendeten Stellung-Fühler,5 shows a section through one of the writers according to Fi g. 1 position sensor used,

F i g. 6 einen Einzelheiten zeigenden Schnitt längs der Linie 6-6 in F i g. 5 durch den Stellungs-Fühler,F i g. Fig. 6 is a detail-showing section along FIG Line 6-6 in FIG. 5 by the position sensor,

F i g. 7 eine perspektivische Darstellung einer durch einen tr,mperaturempfindlichen Draht betätigten Band-Anzeigevorrichtung undF i g. 7 is a perspective view of a temperature sensitive wire actuated tape indicator and

Fig.8 einen Schnitt durch einen Strom-Druckluft-Wandler, der als Betätigungselement einen temperaturempfindlichen Draht aufweist8 shows a section through a current-compressed air converter, which has a temperature-sensitive wire as an actuating element

Der in Fig.l dargestellte Blattschreiber 10 weist einen Streifen aus geeichtem Aufzeichnungsmaterial 12 auf, das an einem an einer Schwenkachse 16 durch eine Schreibstift-Lageranordnung 18 schwenkbar gelagerten Aufzeichnungs-Schreibstift 14 vorbeibewegt werden kann. Das Aufzeichnungsmaterial 12 kann mit Eichlinien 20 und Zeitlinien 22 zur Messung eines Eingangssignals versehen sein, wie dies bei Blauschreibern üblich ist. Die Einrichtung zum Vorbeiführen des Aufzeichnungsmate-The sheet writer 10 shown in Fig.l has a strip of calibrated recording material 12, which is attached to a pivot axis 16 by a Pen storage assembly 18 pivotally mounted recording pen 14 are moved past can. The recording material 12 can be provided with calibration lines 20 and time lines 22 for measuring an input signal be provided, as is usual with blue-pens. The device for passing the recording material

21 Ol21 Ol

rials 12 am Schreibstift 14 ist nach herkömmlicher Art aufgebaut und stellt keinen Teil der Erfindung dar.The rials 12 on the pen 14 are conventional and do not form part of the invention.

Der Schreibstift 14 ist an einer um die Schwenkachse 16 herum verschwenkbaren Welle 24 angebracht, die zwischen zwei parallelen, Abstand voneinander besit- ■-, zenden Halterungen 26, 26' in lotrechter Lage angeordnet ist. Die Halterungen 26,26' sind waagerecht angeordnet und werden von lotrechten Abstandstücken 28,28' zusammengehalten.The pen 14 is attached to a shaft 24 which can be pivoted about the pivot axis 16 and which is arranged in a vertical position between two parallel, spaced apart brackets 26, 26 '. The brackets 26, 26 ' are arranged horizontally and are held together by vertical spacers 28, 28' .

Der Schreibstift 14 wird durch ein elektrisches m Betätigungsglied ausgelenkt, das im wesentlichen aus einem temperaturempfindlichen Draht 30, vorzugsweise aus einer allgemein mit Nitinol bezeichneten Nickel-Titan-Legierung besteht. Die genaue Beschreibung dieses Werkstoffs ist den US-PS 33 91 882 und 34 03 238 zu entnehmen. Gemäß F i g. 2 erfährt dieser Werkstoff bei entsprechender Vorbehandlung eine Längenverkürzung, wenn seine Temperatur über einen Arbeitsbereich R hinweg ansteigt. Die Charakteristika der Kurve können durch metallurgische Verfahren sowohl bezug- >_n lieh der Größe und Lage des Arbeitsbereichs als auch hinsichtlich der Größe der temperaturabhängigen Längenänderung bestimmt werden. Beispielsweise kann der Werkstoff derart vorbehandelt werden, daß die Verkürzung bei etwa 93°C beginnt und bei etwa 121°C _>-, endet.The pen 14 is deflected by an electrical m actuator, which consists essentially of a temperature-sensitive wire 30, preferably made of a nickel-titanium alloy generally referred to as nitinol. The exact description of this material can be found in US Pat. No. 3,391,882 and 34 03 238. According to FIG. 2, this material experiences a shortening in length with appropriate pretreatment when its temperature rises over a working range R. The characteristics of the curve of the work area can be determined and with respect to the size of the temperature-dependent change in length by metallurgical both bezug-> _n lent of size and location. For example, the material can be pretreated in such a way that the shortening begins at around 93 ° C. and ends at around 121 ° C..

Gemäß Fig.3 wird der Draht 30 durch einen elektrischen Strom auf Arbeitstemperatur erwärmt, der ihm über isolierte Anschlüsse 32,34 zugeführt wird. Der Anschluß 34 ist am Chassis des Schreibers 10 _i() angebracht, während der Anschluß 32 über eine normalerweise starre Überlastsicherungs-Feder 36 mit einem auf der Schreibstift-Welle 24 sitzenden Hebelarm 38 verbunden ist. Der Hebelarm 38 wird durch eine Zug-Feder 40 im Uhrzeigersinn vorbelastet, die im ^ wesentlichen auf den Draht 30 ausgerichtet und an einem am Chassis des Schreibers 10 befestigten lotrechten Zapfen 42 angebracht ist.According to FIG. 3, the wire 30 is heated to the working temperature by an electric current which is fed to it via insulated connections 32, 34. The connection 34 is attached to the chassis of the pen 10 _{i ()} , while the connection 32 is connected to a lever arm 38 seated on the pen shaft 24 via a normally rigid overload protection spring 36. The lever arm 38 is biased in the clockwise direction by a tension spring 40 which is substantially aligned with the wire 30 and is attached to a perpendicular pin 42 attached to the chassis of the pen 10.

Im folgenden sind der Blattschreiber und die ihm zugeordnete elektrische Steuerschaltung anhand von F i g. 3 erläutert. Das über Eingangsklemmen 60, 62 zugeführte Eingangssignal £, wird über einen Widerstand 66 zu einer Summationsstelle bzw. Verzweigung 64 geleitet, weiche gleichzeitig über einen Widerstand 70 von Signalen, die von einer Schaltung 68 zur Nullstellung des Schreibstifts geliefert werden und über einen Widerstand 84 von einem Rückkopplungssignal beaufschlagt wird, welches von einem noch näher beschriebenen Schreibstift-Stellungsfühler 54 variabler Induktanz geliefert wird. Das an der Verzweigung 64 gebildete Summensignal beaufschlagt einen Arbeits-Verstärker 72 zur Steuerung eines Speisekreises 74, welcher über Leitungen 46, 48 an den Draht 30 angeschlossen ist Wenn sich das Eingangssignal Ei ändert, wird der dem Draht 30 eingespeiste Strom ebenfalls entsprechend geändert, um die Drahtlänge zu berichtigen.In the following, the chart recorder and the electrical control circuit assigned to it are illustrated with reference to FIG. 3 explained. The input signal £, supplied via input terminals 60, 62 is passed via a resistor 66 to a summation point or branch 64, which simultaneously via a resistor 70 of signals which are supplied by a circuit 68 for zeroing the pen and via a resistor 84 from a feedback signal is applied, which is supplied by a pen position sensor 54 of variable inductance to be described in more detail. The sum signal formed at branch 64 is applied to a working amplifier 72 for controlling a feed circuit 74, which is connected to wire 30 via lines 46, 48. If the input signal Ei changes, the current fed to wire 30 is also changed accordingly correct the wire length.

Ein Oszillator 76 liefert über einen Widerstand 78 und über Leitungen 50 und 52 dem Fühler 54 variabler Induktanz einen Erregungsstrom. Außerdem wird die w> Induktanz zwischen den Leitungen 50, 52 abgegriffen und zur Erzeugung eines Wechselstrom-Stellungssignals benutzt, das durch einen Wechselstrom-Verstärker 80 verstärkt und durch einen Gleichrichter 82 gleichgerichtet wird, und die erhaltene Gleichspannung bs beaufschlagt über den Widerstand 84 die Verzweigung 64 mit einer dem Eingangssignal £/ entgegengesetzten Polarität Das Schreibstiftstellungs-Signal wird somit effektiv zum Verstärker 72 gegengekoppelt, um den Schreibstift 14 in die gewünschte, durch das Eingangssignal Ε, bestimmte Stellung zu bringen oder in einer bestimmten Stellung zu halten. Die Nullstellungs-Schaltung 68 liefert ein Signal, welches als Vorspannung im Fall eines Eingangssignals E₁ die Schreibstift-Stellung bestimmt.An oscillator 76 provides an excitation current through a resistor 78 and lines 50 and 52 to the variable inductance sensor 54. In addition, the w> inductance between lines 50, 52 is tapped and used to generate an alternating current position signal, which is amplified by an alternating current amplifier 80 and rectified by a rectifier 82 , and the direct voltage bs obtained is applied to the branch via resistor 84 64 with a polarity opposite to the input signal £ /. The pen position signal is thus effectively fed back to the amplifier 72 in order to bring the pen 14 into the desired position determined by the input signal Ε or to hold it in a certain position. The zero setting circuit 68 supplies a signal which, as a bias voltage in the case of an input signal E _{1, determines} the pen position.

Unter Berücksichtigung der Arbeitsweise des Schreibers gemäß Fig.3 sei angenommen, daß ein Eingangssignal Ei solche Größe besitzt, daß es eine Verstärkung des den Draht 30 durchfließenden Stroms bewirkt und damit dessen Temperatur erhöht. Infolgedessen verkürzt sich der Draht 30 und erzwingt eine entgegen dem Uhrzeigersinn erfolgende Schwenkbewegung des Schreibstifts 14 um die Schwenkachse 16. Die Änderung der Schreibstiff-Stellung wird durch die variable Induktanz des Fühlers 54 festgestellt, welche ihrerseits eine Erhöhung des Rückkopplungssignals hervorbringt, so daß der dem Draht 30 zugeführte Heizstrom entsprechend verringert wird, bis er einen Wert erreicht, der eine Auslenkung des Schreibstifts 14 hervorruft, welche dem Eingangssignal entspricht. Wird das Eingangssignal dagegen verringert, so wird die Speiseleistung herabgesetzt, um den Draht-Werkstoff zu entspannen und mit Unterstützung der Zug Feder 40 zu dehnen. Während sich der Draht verlängert, wird der Schreibstift 14 im Uhrzeigersinn in die durch das geänderte Eingangssignal bestimmte Stellung verschwenkt. Taking into account the mode of operation of the recorder according to FIG. 3, it is assumed that an input signal Ei has such a size that it causes an amplification of the current flowing through the wire 30 and thus increases its temperature. As a result, the wire 30 shortens and forces a counterclockwise pivoting movement of the pen 14 about the pivot axis 16. The change in the pen position is detected by the variable inductance of the sensor 54, which in turn causes an increase in the feedback signal so that the dem Wire 30 supplied heating current is reduced accordingly until it reaches a value that causes a deflection of the pen 14, which corresponds to the input signal. If, on the other hand, the input signal is reduced, the feed power is reduced in order to relax the wire material and to stretch it with the assistance of the tension spring 40. While the wire is elongated, the pen 14 is pivoted clockwise into the position determined by the changed input signal.

Fig.4 veranschaulicht schematisch die Einzelheiten der in Fig.3 in Blockschaltbildform dargestellten elektrischen Schaltung. Das an die Klemmen 60, 62 angelegte Eingangssignal ZT, wird über ein Potentiometer 100 und den Widerstand 66 an die Verzweigung 64 angekoppelt und das Ausgangssignal des Verstärkers 72 wird an den Speisekreis 74 angelegt, der durch eine Zerhackerschaltung 102 gebildet wird, welche das vom Verstärker 72 gelieferte Gleichstromsignal in ein pulsierendes Gleichstromsignal umwandelt. Die Zerhackerschaltung 102 weist einen Feldeffekt-Transistor 104 auf, der von einer Verzweigung 106 ausgehend parallel zum Ausgang des Verstärkers 72 geschaltet ist. Der Transistor 104 ist mit Emitter (d-Pol) und Kollektor zwischen die Verzweigung 106 und Masse geschaltet und mit seiner Steuerelektrode bzw. Basis 108 über einen Widerstand 110 mit dem Oszillator 76 verbunden.FIG. 4 schematically illustrates the details of the electrical circuit shown in block diagram form in FIG. The input signal ZT applied to terminals 60, 62 is coupled to branch 64 via a potentiometer 100 and resistor 66, and the output signal of amplifier 72 is applied to feed circuit 74, which is formed by a chopper circuit 102 , which the amplifier 72 converts the supplied direct current signal into a pulsating direct current signal. The chopper circuit 102 has a field effect transistor 104 which , starting from a branch 106 , is connected in parallel to the output of the amplifier 72. The emitter (d-pole) and collector of the transistor 104 are connected between the junction 106 and ground and their control electrode or base 108 is connected to the oscillator 76 via a resistor 110.

Das durch die Zerhackerschaltung 102 erzeugte pulsierende Gleichstromsignal wird über einen Kondensator 112 einem aus zwei in Reihe geschalteten Transitoren 116, 118 bestehenden Verstärker 114 zugeführt, dessen Ausgang an die Primärwicklng 120 eines Abwärts-Transformators 122 angeschlossen ist, welcher mit der Spannungsquelle 124 des Verstärkers in Reihe geschaltet ist Die Sekundärwicklung 126 des Transformators 122 ist an den Draht 30 angeschlossen und liefert diesem den Heizstrom.The pulsating direct current signal generated by the chopper circuit 102 is fed via a capacitor 112 to an amplifier 114 consisting of two series-connected transistors 116, 118 , the output of which is connected to the primary winding 120 of a step-down transformer 122 , which is connected to the voltage source 124 of the amplifier in The secondary winding 126 of the transformer 122 is connected to the wire 30 and supplies this with the heating current.

Im Speisekreis 74 werden durch die Zerhackerschaltung 102 positiv werdende Impulse erzeugt, deren Größe dem Summen-Fehlersignal der Verzweigung 64 proportional ist und die über den Kondensator 112 der Basis des ersten Transistors 116 aufgeprägt werden, um schließlich beide Transistoren 116,118 durchzuschalten. Bei durchgeschalteten Transistoren wird über die Primärwicklung 120 Strom von der Gleichspannungsquelle 124 aufgenommen, um einen Sekundärstrom zu indnzieren und im Draht 30 einen Strom fließen zu lassen.In the feed circuit 74, the chopper circuit 102 generates positive pulses, the size of which is proportional to the sum error signal of the branch 64 and which are impressed via the capacitor 112 on the base of the first transistor 116 in order to finally turn on both transistors 116, 118 . When the transistors are switched on, current is taken up from the DC voltage source 124 via the primary winding 120 in order to induce a secondary current and to allow a current to flow in the wire 30.

Die Erwärmung des Drahts 30 ist mit einerThe heating of the wire 30 is with a

Längenverkürzung desselben verbunden, wodurch die in F i g. 4 durch eine waagerechte gestrichelte Linie 128 angedeutete Schwenkbewegung des Schreibstifs 14 erreicht wird. De«· Stellungsfühler 54 mit variabler Induktanz greift die Stellung des Schreibstifts 14 ab, wie es durch die Abwärts-Verlängerung der Linie 128 angedeutet ist. Der Oszillator 76 gibt Signale mit einer Frequew von etwa 20 kHz ab, welches über einen Widerstand 130 an den Stellungsfahler 54, wobei diese beiden Schaltungselemente einen Spannungsteiler mit einer Ausgangsklemme 132 darstellen. Die Spannung dieser Ausgangsklemme wird über einen Widerstand 134 dem Verstärker 80 aufgeprägt.Shortening of the length of the same connected, whereby the in Fig. 4, indicated by a horizontal dashed line 128, the pivoting movement of the pen 14 is achieved. De «· position sensor 54 with variable Inductance picks up the position of pen 14, as indicated by the downward extension of line 128 is indicated. The oscillator 76 outputs signals with a frequency of about 20 kHz, which via a Resistor 130 to the position error 54, these two circuit elements having a voltage divider an output terminal 132. The voltage of this output terminal is applied via a resistor 134 impressed on amplifier 80.

Änderungen der Induktanz des Stellungsfühlers 54 verursachen Änderungen der Wechselspannung an der is Klemme 132 und entsprechende Änderungen im Eingangssignal zum Verstärker 80. Diese Änderungen werden im Ausgangssignal des Verstärkers 80 wiedergegeben, welche* Huren den Gleichrichter 82 gleichgerichtet wird, wobei die Größe des Gleichstromsignals der ermittelten Stellung des Schreibstifts 14 entspricht. Der Verstärker 80 und der Oszillator 76 sind herkömmlicher Bauweise, weshalb auf eine weitere Beschreibung dieser Schaltungsteile verzichtet wird. Die der Verzweigung 64 eine der gewünschten Nullstellung des Schreibstifs 14 entsprechende Eingangsspannung aufprägende Nullstellungs-Schaltung 68 besteht aus einer Reihenschaltung aus einem Widerstand 140, einem Potentiometer 142 und einem Widerstand 144, die zwischen dem positiven und negat'ven Pol einer Spannungsquelle eingeschaltet ist.Changes in the inductance of position sensor 54 cause changes in the AC voltage at terminal 132 and corresponding changes in the input signal to amplifier 80. These changes are reflected in the output signal of amplifier 80, which the rectifier 82 rectifies, the magnitude of the DC signal being determined Position of the pen 14 corresponds. The amplifier 80 and the oscillator 76 are of conventional construction, which is why a further description of these circuit parts is dispensed with. The zero-position circuit 68, which impresses an input voltage corresponding to the desired zero position of the pen 14, consists of a series circuit of a resistor 140, a potentiometer 142 and a resistor 144, which is connected between the positive and negative poles of a voltage source.

Der Schreibstift-Stellungsfühler 54 mit variabler Induktanz weist einen durch einen Luftspalt unterbrochenen Magnetkreis auf. Ein der Form nach nicht wie der Magnet ausgebildeter, leitfähiger Anker 56, der gemäß F i g. 1 die Form eines Hakens besitzt, ist an der Welle 24 angeordnet und abhängig von ihrer Schwenkbewegung im Luftspalt 164 (F i g. 5) beweglich gelagert Der Anker 56 verhindert einen Magnetfluß in dem von ihm eingenommenen waagerechten Bereich des Luftspalts 164 und erhöht den magnetischen Widerstand des Luftspalts proportional zur eingenommenen Fläche und verringert entsprechend die Gesamtgröße des Magnetflusses im Magnetkreis. Je weiter der Anker 56 in den Magneten hinein bewegt wird, um so mehr wird die Abschirmwirkung erhöht und entsprechend die Induktanz des Magnetkreises verringert, während eine Herausbewegung des Ankers 56 aus dem Luftspalt 164 die Induktanz erhöhtThe variable inductance pen position sensor 54 has one interrupted by an air gap Magnetic circuit on. A conductive armature 56 which is not shaped like the magnet and which according to FIG. 1 has the shape of a hook, is arranged on the shaft 24 and dependent on its pivoting movement movably mounted in air gap 164 (FIG. 5). Armature 56 prevents magnetic flux in that of occupied by the horizontal area of the air gap 164 and increases the magnetic resistance of the Air gap proportional to the area occupied and accordingly reduces the total size of the magnetic flux in the magnetic circuit. The further the armature 56 is moved into the magnet, the more the Increased shielding effect and correspondingly decreased the inductance of the magnetic circuit, while a Movement of the armature 56 out of the air gap 164 increases the inductance

Eine Verkürzung des Drahts 30 dagegen bewirkt eine Verdrehung der Welle 24 entgegen dem Uhrzeigersinn und eine entsprechende Verschwenkung des Ankers 56 aus dem Luftspalt 164, wodurch der Magnetfluß über den Luftspalt erhöht und somit die Induktanz zwischen den Leitungen 50,52 vergrößert wird. Eine Temperaturabnähme des Drahts 30 ergibt eine Dehnung bzw. Entspannung desselben, die durch die sich verkürzende Feder 40 aufgenommen wird und eine Verdrehung der Welle 24 im Uhrzeigersinn bewirkt Die sich im Uhrzeigersinn verdrehende WeHe läßt den Anker 56 weiter in den Luftspalt 164 eindringen, reduziert dadurch den Magnetfluß fiber den Luftspalt und ergibt eine entsprechende Erniedrigung der Indukstanz.A shortening of the wire 30, however, causes a counterclockwise rotation of the shaft 24 and a corresponding pivoting of the armature 56 out of the air gap 164, whereby the magnetic flux across the air gap is increased and thus the inductance between the lines 50, 52 is increased. A Temperaturabnähme of the wire 30 results in a stretching or relaxation of the same, which is incorporated through which shortening spring 40 and a rotation of the shaft 24 in a clockwise direction which is twisting clockwise WEHE leaves the anchor 56 further into the air gap 164 to penetrate thereby reduced the magnetic flux across the air gap and results in a corresponding lowering of the inductance.

Gemäß Fig.5 besteht der Schreibstift-Stellungsfühler 54 aus einem Magnetkreis aus zwei einander zugewandten E-förmigen Kernen 160, 16C, wobei die den mittleren Pol bildenden Schenkel 162,162' des »fi< geringfügig verkürzt sind und den Luftspalt 164 bilden, in welchem sich der Anker 56 bewegen kann. Die einander zugewandten Pole 162,162' der Ε-Kerne sind von Spulen 166, 166' umgeben, welche bei Erregung durch einen vom Oszillator 76 gelieferten Strom zusätzliche Magnetfelder erzeugen. Der Anker 56 besteht aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Kupfer, und schirmt einen Teil des über den Luftspalt 164 gerichteten Magnetflusses ab. Bei vergleichsweise hohen Oszillator-Frequenzen erzeugt der durch den in den Luftspalt hineinragenden Abschnitt des Ankers 56 unterbrochene Magnetfluß Wirbelströme, welche einen Magnetfluß zwischen den Polen 162, 162' in diesem Bereich unterdrücken. Da sich die »Abschirm«-Wirkung des in dien Luftspalt 164 ragenden Ankers 56 mit der Änderung der Stellung des Schreibstifts 14 ebenfalls ändert, wird auch die Größe des abgeschirmten Magnetflusses geändert, wodurch sich wiederum eine Variation der Induktanz zwischen den Leitungen 50,52 ergibt. Wird der Anker 56 praktisch ganz aus dem Luftspalt 164 heraus verschwenkt, so ergibt sich eine hohe Induktanz, bei welcher ein maximales Signal an den Verstärker 80 geliefert wird; befindet sich dagegen der Anker 56 vollkommen innerhalb des Luftspalts 164, so ergibt sich eine entsprechende niedrige Induktanz, welche ein minimales Signal an den Verstärker 80 zur Folge hutAccording to FIG. 5, the pen position sensor 54 consists of a magnetic circuit made up of two facing E-shaped cores 160, 16C, the legs 162, 162 'of the "fi" forming the central pole being slightly shortened and forming the air gap 164 in which the armature 56 can move. The mutually facing poles 162, 162 'of the Ε-cores are surrounded by coils 166, 166' which, when excited by a current supplied by the oscillator 76, generate additional magnetic fields. The armature 56 consists of a conductive material, for example copper, and shields part of the magnetic flux directed across the air gap 164. At comparatively high oscillator frequencies, the magnetic flux interrupted by the section of armature 56 protruding into the air gap generates eddy currents which suppress magnetic flux between poles 162, 162 'in this area. Since the "shielding" effect of the armature 56 protruding into the air gap 164 also changes with the change in the position of the pen 14, the size of the shielded magnetic flux is also changed, which in turn results in a variation in the inductance between the lines 50, 52 . If the armature 56 is pivoted practically completely out of the air gap 164, the result is a high inductance at which a maximum signal is supplied to the amplifier 80; If, on the other hand, the armature 56 is completely within the air gap 164, a correspondingly low inductance results, which results in a minimal signal to the amplifier 80

F i g. 7 veranschaulicht eine Anzeige-Vorrichtung 180, die ein durch einen temperaturempfindlichen Draht 30 betätigbares, sich bewegendes Band 182 aufweist, welches einen farbigen Abschnitt 181 aufweist, der mit einer vorrichtungsfesten, nicht dargestellten Skala zusammenwirkt, welche das Band an der Vorderseite der Vorrichtung überdeckt. Das Band 182 ist auf eine um eine Achse 185 herum drehbare Antriebs-Spule 184 aufgerollt und an einer Stelle 186 an dieser Spule befestigt Von der Spule 184 aus erstreckt sich das Band 182 über eine leerlaufende Spule 188 zu einer Aufnahme-Spule 190, die durch eine koaxiale Spiral-Feder 192 vorbelastet ist, so daß sie das Band 182 immer gespannt hält Die Spulen 184,188,190 drehen sich um praktisch parallel zueinanderliegende Drehachsen und sind praktisch in einer Ebene angeordnet so daß sie sich in einem engen Einbauraum unterbringen lassen.F i g. 7 illustrates a display device 180; which has a moving belt 182 actuatable by a temperature sensitive wire 30, which has a colored section 181, which is fixed to a device, not shown scale cooperates, which covers the tape at the front of the device. The tape 182 is on one an axis 185 rotatable drive spool 184 rolled up and at a point 186 on this spool attached From reel 184, tape 182 extends over an idle reel 188 to a Take-up reel 190 which is biased by a coaxial coil spring 192 so that it keeps the tape 182 Keeps tensioned The reels 184,188,190 rotate about axes of rotation and which are practically parallel to one another are practically arranged in one plane so that they can be accommodated in a narrow installation space.

Die Antriebs-Spule 184 ist mit einem Trommelansatz 194 versehen, an welche man einer ausgewählten radialen Stelle 196 das eine Ende des temperaturempfindlichen Drahts 30 angebracht ist so daß er bei seiner Verkürzung ein Drehmoment auf die Spule 184 ausübt Eine Feder 193 drückt die Spule 184 entgegen den Uhrzeigersinn, um den Draht 30 bei einer Temperaturerniedrigung straff zu halten. Das andere Ende des Drahts 30 ist an einem isolierten Anschluß 198 befestigt, der am Rahmen 200 des Gehäuses der Anzeige-Vorrichtung atigebracht ist Die Verbindungs-Stelle 196 des Drahts 30 mit dem Trommelansatz 194 Iiegi wesentlich dichter an der Achse 185 als die Anschluß-Stelle 186 des Bands, wodurch eine mechanische Übersetzung der Drahtbewegung proportional zum Verhältnis der Radien der Anschluß-Stellen 186 und 196 gewährleistet wird.The drive coil 184 is provided with a drum extension 194 to which one end of the temperature-sensitive wire 30 is attached to a selected radial point 196 so that it exerts a torque on the coil 184 when it is shortened. A spring 193 presses the coil 184 against it clockwise to keep wire 30 taut as the temperature drops. The other end of the wire 30 is attached to an insulated connector 198 which is attached to the frame 200 of the housing of the display device. The connection point 196 of the wire 30 to the barrel extension 194 is much closer to the axis 185 than the connection point 186 of the belt, whereby a mechanical translation of the wire movement proportional to the ratio of the radii of the connection points 186 and 196 is ensured.

Der Draht 30 wird dauernd von einem nahezu konstanten Strom durchflossen, der einer Stromquelle 202 entnommen wird und ausreicht, den Draht auf einen Wert zo erwärmen, welcher innerhalb seines Arbeits-Temperaturbereichs liegt Eine sich in geringem Abstand längs des Drahts 30 erstreckende längliche Wärmesenke 204 ist in der Nähe des Anschlusses 198 um eine Achse 206 heram schwenkbar gelagert DieThe wire 30 is flowed through continuously by a nearly constant current which is taken from a current source 202, and sufficient to heat the wire to a value zo, which within its working temperature range A is 30 extending elongated heat sink 204 is a short distance along the wire mounted in the vicinity of the connection 198 so as to be pivotable about an axis 206

21 Ol 11521 Ol 115

ίοίο

Wärmesenke 204 weist eine den Draht 30 aufnehmende Längs-Nut 208 auf, welche die Wirkung der Wärmesenke 204 auf die Drahttemperatur erhöht.Heat sink 204 has a longitudinal groove 208 which receives the wire 30 and which has the effect of the heat sink 204 increased to the wire temperature.

Die Wärmesenke 204 ist gemäß F i g. 7 am einen Ende 210 einer Spiral-Feder 212 befestigt, welche eine Kraft auf die Wärmesenke 204 ausübt, und bestrebt ist, letztere in Richtung auf den Draht 30 zu verlagern. Dieser Kraft wirkt die Kraft einer an einer entsprechenden Stelle längs Jer Wärmesenke 204 angeordneten elektromagnetischen Einrichtung 214 entgegen, die aus einer Schwingspule besteht, d. h. einen mit der Wärmesenke 204 verbundenen beweglichen Anker 216 und eine stromführende Spule aufweist, die- im Feld eines voirrichtungsfesten Permanent-Magneten 218 liegt. Ein angelegtes Eingangssignal E, Hefen der Spulen-Wicklung einen Strom, wodurch die Wärmesenke 204 vom Draht 30 gehalten wird.The heat sink 204 is shown in FIG. 7 is attached to one end 210 of a spiral spring 212, which exerts a force on the heat sink 204 and tends to displace the latter in the direction of the wire 30. This force is counteracted by the force of an electromagnetic device 214, which is arranged at a corresponding point along the heat sink 204 and consists of a voice coil, that is to say has a movable armature 216 connected to the heat sink 204 and a current-carrying coil, which - in the field of a permanently fixed voir direction - Magnet 218 lies. An applied input signal E, yeasts the coil winding a current, whereby the heat sink 204 is held by the wire 30.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der Vorrichtung 180 gemäß F i g. 7 sei zunächst angenommen, daß die auf die Wärmesenke 304 einwirkenden Kräfte ausgewichen sind. Wenn dann das der motorischen Einrichtung 214 aufgeprägte Eingangssignal £,■ auf einen Wert erhöht wird, welcher die Skalenanzeige ändert, dann verlagert sich die Wärmesenke 204 infolge der Erhöhung dieser Kraft in Abwärtsrichtung, d. h. im Uhrzeigersinn um ihre Schwenk-Achse 206 herum und vom Draht 30 weg. Infolge der Wegbewegung der Wärmesenke 204 vom Draht 30 steigt dessen Temperatur an, wodurch er sich verkürzt und dabei die Antriebs-Spule 184 im Uhrzeigersinn verdreht. Auf diese Weise nimmt die Spule 184 ein größeres Bandstück auf, um den farbigen Abschnitt 181 des Bands hochzuziehen. Die Antriebs-Spule 184 dreht sich so lange, bis die Erhöhung der aufwärts gerichteten Kraft der Spiral-Feder 212 die erhöhte elektromotorische Kraft der Einrichtung 214 ausgleicht.To explain the mode of operation of the device 180 according to FIG. 7 it is initially assumed that the on the heat sink 304 evaded forces acting on it are. If the input signal £, ■ impressed on the motor-driven device 214 is then increased to a value which changes the dial display, the heat sink 204 will displace as a result of the increase Downward force, d. H. clockwise around its pivot axis 206 and away from the wire 30. As the heat sink 204 moves away from the wire 30, its temperature rises, causing it to move shortened and thereby rotated the drive coil 184 clockwise. That way, the Spool 184 a larger piece of tape to pull up the colored portion 181 of the tape. The drive coil 184 rotates until the increase in the upward force of the spiral spring 212 the increased electromotive force of the device 214 compensates.

Bei Verkleinerung des Eingangssignals £/ wird die durch die Einrichtung 214 ausgeübte Kraft reduziert, so daß die Spiral-Feder 212 die Wärmesenke 204 dichter an den Draht 30 heranbewegen kann. Durch diese Annäherung der Wärmesenke 204 senkt sich die Temperatur des Drahts 30, der daraufhin durch die Wirkung der Feder 193 ges'rafft wird. Nunmehr wird in einer neuen Stellung wieder ein Gleichgewichts-Zustand zwischen der motorischen Einrichtung 214 und der Spiral-Feder 212 hergestelltWhen the input signal £ / is reduced, the force exerted by the device 214 is reduced, see above that the spiral spring 212 can move the heat sink 204 closer to the wire 30. Through this Approaching the heat sink 204 lowers the temperature of the wire 30, which then passes through the Effect of the spring 193 is tightened. A state of equilibrium is now restored in a new position produced between the motorized device 214 and the spiral spring 212

Die Vorrichtung kann über ihren gesamten Anzeigebereich mit praktisch vernachlässigbarer Bewegung der Wärmesenke im Vergleich zur Bandbewegung betrieben werden, wodurch genaue Anzeigen auch bei geringen Stromschwankungen der Stromquelle 202 oder anderen Änderungen infolge von Umgebungseinflüssen, wie Temperatur-Änderungen u. dgl., gewährleistet werden.The device can move over its entire display area with practically negligible movement Heat sink operated in comparison to tape movement, which gives accurate readings too small current fluctuations of the current source 202 or other changes due to environmental influences, such as temperature changes and the like, can be guaranteed.

F i g. 8 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein temperaturempfindlicher Draht 30 zur Betätigung einer Drucklüftventil-Stellanordnung zur Einstellung eines Ventils entsprechend einer angelegten Eingangsspannung benutzt wird. Diese Druckluftanlage weist einen Ventilkörper 250 mit einer Kammer 252 auf, die mit einer Druckluftquelle 254 verbunden ist Die Kammer 252 kommuniziert über ein Ventil 258 mit einer zweiten Kammer 256, die ihrerseits über eine Ausgangs-Leitung 260 mit einem Stellglied 262 kommuniziert, dessen Stellung durch die Druckluftanlage geregelt werden soIL Außerdem ist die Kammer 256 über ein zweites Ventil 264 mit der Außenhift verbunden.F i g. 8 shows an embodiment of the invention at which a temperature sensitive wire 30 for Actuation of a pressure release valve adjusting arrangement for setting a valve according to an applied one Input voltage is used. This compressed air system comprises a valve body 250 with a chamber 252 connected to a source of compressed air 254 Chamber 252 communicates via a valve 258 with a second chamber 256, which in turn via an output line 260 communicates with an actuator 262, the position of which is regulated by the compressed air system are soIL In addition, the chamber 256 is connected to the outer lever via a second valve 264.

Das Ventil 258 ist normalerweise durch eine Druck-Feder 266 geschlossen. Der temperaturempfindliche Draht 30 aus Nitipol ist zwischen elektrisch isolierte Anschlüsse 270, 270' eingeschaltet, die an den Ventilen 264 bzw. 258 angeordnet sind. Das Ventil 264 wird durch eine zweite Druck-Feder 268 in Offenstellung gehalten, jedoch unter statischen Bedingungen durch die Spannung des Drahts 30 im Schließzustand gehalten. Die Feder 268 ist schwächer als die Feder 266 und bringt daher selbst nicht genügend Kraft zumThe valve 258 is normally closed by a compression spring 266. The temperature sensitive Wire 30 made of Nitipol is connected between electrically isolated connections 270, 270 'which are connected to the Valves 264 and 258 are arranged. The valve 264 is in the open position by a second compression spring 268 held, but under static conditions by the tension of the wire 30 in the closed state held. The spring 268 is weaker than the spring 266 and therefore does not bring enough force itself

öffnen des Ventils 264 auf, solange der Draht 30 unter Spannung stehtopen the valve 264 as long as the wire 30 is below There is tension

Der Draht 30 ist derart bemessen, daß bei einer bestimmten Temperatur und somit bei einer bestimmten Länge des Drahts gemäß F i g. 8 beide Ventile 258 und 264 geschlossen sind. Bei höherer Temperatur und folglich geringerer Draht-Länge öffnet der Draht das Ventil 258, während das Ventil 264 geschlossen in fester Anlage gegen seinen Ventilsitz gehalten wird. Beim Öffnen des Ventils 258 kann unter hohem Druck stehende Luft von der Druckluftquelle 254 über das Ventil 258, die Kammer 256 und die Leitung 260 strömen, um die Stellung des Stellglieds 262 zu ändern.The wire 30 is dimensioned such that at a certain temperature and thus at a certain Length of the wire according to FIG. 8 both valves 258 and 264 are closed. At higher temperature and consequently, the lesser wire length, the wire opens the valve 258 while the valve 264 closes in tighter System is held against its valve seat. When valve 258 is opened, high pressure can occur stagnant air from compressed air source 254 via valve 258, chamber 256 and line 260 flow to change the position of actuator 262.

Die Stellungsänderung des Stellglieds 262 wird durch einen Stellungs-Fühler 272 festgestellt, beispielsweise durch den vorher beschriebenen Stellungsfühler 54 der Aiisführungsform gemäß Fig. 1. Dieser Fühler 272 erzeugt ein Rückkopplungssignal, das in Verbindung mit dem Eingangssignal £, und einer von einer Vorspannungsquelle 274 gelieferten Vorspannung einem Arbeits-Verstärker 72 aufgeprägt wird, um den vom Speisekreis 74 zum Draht 30 gelieferten Heizstrom zu regeln.The change in position of the actuator 262 is detected by a position sensor 272, for example by the previously described position sensor 54 of the embodiment according to FIG. 1. This sensor 272 generates a feedback signal in conjunction with the input signal £, and one from a bias source 274 supplied bias to a working amplifier 72 is applied to the from Feed circuit 74 to regulate heating current supplied to wire 30.

Für den Betrieb der Ventil-Stellanordnung sei zunächst angenommen, daß das Eingangssignal E₁ und die Vorspannung dem Draht 30 einen Strom liefern, bei welchem beide Ventile 258 und 264 in Schließstellung gehalten werden, wobei der in der Kammer 256 herrschende Druck das Stellglied 262 in der gewünschten Stellung hält Wenn dann das Eingangssignal £/ zur Festlegung einer anderen Stellung des Stellglieds 262 erhöht wird, bewirkt dies eine Verstärkung des über den Draht 30 fließenden Stroms und mithin eine Verkürzung desselben, so daß das Ventil 258 geöffnet und nierdurch die Stellung des Stellglieds 262 geändert wird. Die Stellungsänderung des Stellglieds 262 wird durch den Fühler 272 festgestellt der ein Signal solcher Polarität zurückkoppelt daß dem Einfluß des Eingangssignals E, entgegengewirkt wird, wodurch der Speisestrom abnimmt und sich die Spannung des Drahts 30For the operation of the valve actuating arrangement it is initially assumed that the input signal E ₁ and the bias supply the wire 30 with a current in which both valves 258 and 264 are held in the closed position, the pressure prevailing in the chamber 256 causing the actuating element 262 in If the input signal E / is then increased to determine a different position of the actuator 262, this causes an increase in the current flowing through the wire 30 and thus a shortening of the same, so that the valve 258 opens and is reduced by the position of the actuator 262 is changed. The change in position of the actuator 262 is detected by the sensor 272 , which feeds back a signal of such polarity that the influence of the input signal E, is counteracted, as a result of which the feed current decreases and the tension of the wire 30 increases

so verringern kann. Schließlich wird wieder ein Gleichgewichts-Zustand mit dem Schließen des ersten Ventils 258 erreicht wenn das Stellglied 262 die gewünschte neue Stellung erreicht hatso can decrease. Eventually a state of equilibrium will be restored with the closing of the first valve 258 when the actuator 262 reaches the desired has reached a new position

Wenn andererseits eine Stellungsänderung des Stellglieds 263 eine Drucksenkung in der Kammer 256 erfordert, wird dies durch ein kleineres Eingangssignal Ei erreicht, wodurch der fiber den Draht 30 fließende Strom entsprechend verringert wird. Der Draht 30 dehnt sich daraufhin unter der Wirkung der Feder 268 und* das Ventil 264 wird geöffnet, so daß es den in der Kammer 256 herrschenden Druck auf Atmosphärendruck abfallen läßt Bei Abnahme des in der Kammer 256 herrschenden Drucks ändert sich die Stellung des Stellglieds 262 und diese Änderung wird vom Fühler 272If, on the other hand, a change in the position of the actuator 263 requires a decrease in pressure in the chamber 256, this is achieved by a smaller input signal Ei , whereby the current flowing through the wire 30 is correspondingly reduced. The wire 30 then expands under the action of the spring 268 and the valve 264 is opened so that it allows the pressure in the chamber 256 to drop to atmospheric pressure. When the pressure in the chamber 256 decreases, the position of the actuator 262 changes and this change is detected by sensor 272

es erfaßt, so daß das Rückkopplungssignal geändert und der Verringerung des Eingangssignals entgegengewirkt wird. Wenn ein Wiederausgleich der dem Verstärker eingespeisten Signale erfolgt stabilisiert sich derit is detected so that the feedback signal is changed and the reduction of the input signal is counteracted. When rebalancing the the amplifier The signals fed in are stabilized

21 Ol 11521 Ol 115

Speiixstrjm auf u"en Wert, bei welchem beide Ventile 258 und 264 geschlossen sind und der in der Kammer 256 herrschende Druck zur Aufrcchterhaltung der neuen Stellung des Stellglieds 262 reduziert wird.Speiixstrjm to u "en value at which both valves 258 and 264 are closed and the pressure prevailing in chamber 256 is used to maintain the new position of the actuator 262 is reduced.

Die präzise Arbeitsweise dieses Ventil-Stellsystems wird durch Verwendung eines Verstärkers 73 mit hohem Verstärkungsgrad verbessert, welcher den Strom der Speiseschaltung 74 und folglich die Draht-Temperatur über den vollen Bereich hinweg bei nur kleiner Änderung des dem Verstärker eingespeisten Signals — beispielsweise mit Änderungen von weniger als 1% des Arbeitsbereichs der Vorrichtung — zu variieren vermag. Wenn beispielsweise das Eingangs-The precise operation of this valve control system is made possible by the use of an amplifier 73 high gain, which improves the current of the feed circuit 74 and consequently the Wire temperature over the full range with only a small change in the value fed to the amplifier Signal - for example with changes of less than 1% of the working range of the device - to can vary. For example, if the entry

signal ff,- zwischen 0 und 10 V liegen kann, um das Stellglied 262 aus der voll offenen in die volle geschlossene Stellung umzuschalten, dürfte eine Schwankung des dem Verstärker 72 eingespeisten Eingangssignals von weniger als ΙΟΟμν ausreichen, um den Draht-Strom über seinen Arbeitsbereich hinauspendeln zu lassen, d. h. von einem eine Draht-Temperatur für minimale Verkürzung (z.B. 93° C gemäß Fig. 2) auf eine Temperatur für maximale Verkürzung (z.B. 12TC gemäß F i g. 2) erzeugenden Stromwert. Außerdem ist zu beachten, daß dieses System eine konstante Entlüftung erfordert und den Druckluftbedarf von industriellen Anlagen beträchtlich zu senken vermag.signal ff, - can be between 0 and 10 V to move actuator 262 from fully open to fully closed To switch position, a fluctuation of the input signal fed into the amplifier 72 is likely to be less than ΙΟΟμν are enough to power the wire to commute beyond his work area, d. H. of a one wire temperature for minimum Shortening (e.g. 93 ° C according to Fig. 2) to a temperature for maximum shortening (e.g. 12TC according to FIG. 2) generating current value. It should also be noted that this system is a constant Requires ventilation and is able to reduce the compressed air requirements of industrial systems considerably.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims

Claims;

1. Stellvorrichtung zur Steuerung der Stellung eines beweglichen Gliedes, mit einem federvorgespannten teraperaturempfindlichen Element ζ,Β. ι einem Draht, efaer steuerbaren Heizeinrichtung zur Erwärmung des temperaturempfmdlichen Elementes in Abhängigkeit von einem Eingangssignal, einer auf das Eingangssignal ansprechenden Einrichtung zur regelbaren Einstellung der Wärmemenge für das to temperaturempfindliche Element zur Steuerung der Stellung des beweglichen Gliedes, und mit Mitteln, die das temperaturempfindliche Element mit dem einzustellenden Glied verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindli- π ehe Element (30) aus einer Metallegierung besteht, die sich zu verkürzen beginnt, wenn die Temperatur des Elementes in einen bestimmten Bereich gelangt, wobei die Verkürzung des temperaturempfindlichen Elements während des Temperaturanstieges inner- a> halb des Arbeitsbereiches andauert, bis das Element schließlich eine maximale Arbeitstemperatur erreicht, oberhalb welcher keine weitere Verkürzung mehr auftritt, und daß eine auf die Stellung des beweglichen Gliedes (14; 182; 262) ansprechende Rückkopplungseinrichtung (54, 80, 82, 84; 272) vorgesehen ist, die ein dem Einfluß des Eingangssignals (Ei) entgegenwirkendes Kückkopplungssignal erzeugt, so daß das bewegliche Glied entsprechend der Größe des Eingangssignals (Ei) eingestellt J0 wird.1. Adjusting device for controlling the position of a movable member, with a spring-loaded temperature sensitive element ζ, Β. ι a wire, efaer controllable heating device for heating the temperature-sensitive element as a function of an input signal, a device responsive to the input signal for the controllable setting of the amount of heat for the temperature-sensitive element to control the position of the movable member, and with means that control the temperature-sensitive element connect with the member to be adjusted, characterized in that the temperatursensitive π before element (30) consists of a metal alloy which begins to shorten when the temperature of the element reaches a certain range, the shortening of the temperature-sensitive element during the temperature rise lasts within the working range until the element finally reaches a maximum working temperature, above which no further shortening occurs, and that a feedback device responsive to the position of the movable member (14; 182; 262) seal (54, 80, 82, 84; 272) is provided which generates a feedback signal counteracting the influence of the input signal (Ei) , so that the movable member is set J0 in accordance with the magnitude of the input signal (Ei).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das temperaturempfindliche Element (30) aus einer Nickel-Titan- Legierung besteht2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the temperature-sensitive element (30) consists of a nickel-titanium alloy

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- Ά zeichnet, daß eine Einrichtung (74) vorgesehen ist, die durch das temperaturempfindliche Element (30) einen Strom schickt und es in den genannten Temperaturbereich aufheizt3. Device according to claim 1, characterized marked Ά characterized in that a device (74) is provided which sends by the temperature sensitive element (30) a current and is heating up in the said temperature range

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine auf die Stellung des beweglichen Gliedes (14; 182,262) ansprechende Einrichtung (54, 76) vorgesehen ist, die ein zur jeweiligen Stellung des Glieds (56, 14) proportionales Signal erzeugt, das weiter eine Schaltungsanordnung (68) vorgesehen ist« die ein zur gewünschten Ausgangsstellung des beweglichen Gliedes (56, 14) proportionales Eingangssignal erzeugt, und daß eine Summierschaltung (84,70) das zur jeweiligen Stellung des Gliedes (56, 14) proportionale Signal und das Eingangssignal so empfängt und die Differenz zwischen diesen Signalen bildet, um die Temperatur des drahtform!* gen Materials automatisch entsprechend der ge· wünschsten Ausgangslage einzuregeln.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that one on the position of the movable Member (14; 182,262) responsive device (54, 76) is provided, which is a for the respective position of the Member (56, 14) generated proportional signal, which further provided a circuit arrangement (68) is «which generates an input signal proportional to the desired starting position of the movable member (56, 14), and that a summing circuit (84,70) the signal proportional to the respective position of the member (56, 14) and the input signal as above receives and forms the difference between these signals to determine the temperature of the wire shape! * to automatically adjust the material according to the desired starting position.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung des temperaturempfindlichen Elements (30) so ausgelegt ist, daß es sich bei zunehmender Temperatur in dem genannten Bc reich zusammenzieht und bei abnehmender Temperatur entspannt. w5. The device according to claim 1, characterized in that the alloy of the temperature-sensitive element (30) is designed so that it is at increasing temperature in said Bc richly contracts and relaxes with decreasing temperature. w

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn* zeichnet, daß die Vorspanneinrichtung aus einer Feder (36,40; 193; 266» 268) besteht.6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the pretensioning device consists of a Feder (36.40; 193; 266 »268) consists.

7. The device according to claim 3, characterized in that the temperature-sensitive element (30) is connected to an adjustable heating device, wherein the temperature-sensitive element (30) is heated by passing an electric current in accordance with the input signal changes,

8, device according to claim 1, characterized in that the temperature-sensitive element (30) is connected to a roller (184) in such a way that a change in length of the temperature-sensitive Element (30) is converted into a rotary movement of the roller (184).