DE2333690A1

DE2333690A1 - Elektrofluidischer signalumformer

Info

Publication number: DE2333690A1
Application number: DE19732333690
Authority: DE
Inventors: Ludwig Finkbeiner; Rudolf Jurinke; Volkmar Dipl Ing Leutner; Roman Romes
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1973-07-03
Filing date: 1973-07-03
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE2333690B2; JPS5743004A; CH570558A5; JPS5036882A; JPS617526B2; GB1455112A; FR2236105B1; DE2333690C3; US3965918A; FR2236105A1; IT1046653B

Description

R. 1 533

AnIage zur

Patent- und

Gebrauchsmusterhilfsanmeldung

ROBERT BOSCH GMBH, STUTTGART Elektrofluidischer Signalumformer

Die Erfindung "betrifft einen aus Blechlamellen aufgebauten elektrofluidischen Signalumformer mit einem elastischen Strömungsmittelrohr, das zumindest teilweise den Anker eines Elektromagneten bildet und durch ein elektrisches Signal auslenkbar ist.

Wird ein derartiger elektrofluidischer Signalumformer mit einem flüssigen Strömungsmittel, also et via mit einer Hydraulikflüssigkeit "betrieben, so ist es notwendig, die Leckflüssigkeit bzw. das iiicht zu den Signalausgangsleitungen gelangende Strömungsmittel aufzufangen und zum Tank zurückzuleiten.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, einen elektrofluidischen Signalumformer der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der gegen den ihn umgebenden Raum vollkommen abgedichtet ist.

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Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Signalumformer aus mehreren Blechlamellen ferromagnetischer Werkstoffe, vorzugsweise Eisen-Nickel-Legierung, aufgebaut ist, welche auf Jeder Seite mit je einer geschlossenen Blechlamelle aus unmagnetischem Werkstoff, vorzugsweise aus einer Titanlegierung, abgedeckt sind.

Das hat den Vorteil, daß der zum Auslenken des elastischen Strömungsmittelrohres notwendige magnetische Fluß nicht von den zum Abdichten notwendigen Abdeck-Blechlamellen kurzgeschlossen wird.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn bei einem elektrofluidischen Signalumformer, bei dem die Blechlamellen druckdicht miteinander verlötet sind, daß die f erromagneti sehen Blechlair.ellen aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestehen und mit einem Kupferlot, insbesondere Eeinkupfer gelötet sind. Als sehr günstig hat sich auch erwiesen, daß die unmagnetischen Blechlamellen aus einer Titanlegierung bestehen, welche mit einer Nickelauflage versehen sind.

Ein Ausführungsb ei spiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in

Fig. 1 einen elektrofluidischen Signalumformer, Fig. 2a fünf Blechlamellen, die aufeinandergelegt

bis 2e

einen elektrofluidischen Signalumformer bilden.

Der elektrofluidische Signalumformer besteht aus fünf aufeinandergelegten Blechlamellen, einer mittleren Blechlamelle 1, zwei Blechlamellen 2, J und je einer oberen und unteren geschlossenen Blechlamelle 4-, 5· Die obere und die untere geschlossene Blechlamelle 4, 5 bestehen aus einer Titanlegierung, während die dazwischenliegenden Blechlamellen 1, 2, 3 aus einer Eisen-Nickel-Legierung bestehen, also ferromagnetisch sind. , Alle Lamellen und damit mit elektrofluidische Signalumformer

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haben die gleiche Außenkontur: ein längliches Rechteck mit gerundeten Schmalseiten. Oberhalb und unterhalb des Mittelteils 6, der bei den ferromagnetischen Blechlamellen 1, 2, 3 nur aus zwei - um rasche Magnetesattigung zu erhalten - sehr schmalen Stegen 8 besteht, deren Breite allein durch die erforderliche mechanische Festigkeit bestimmt ist, sind an den langen Seiten des elektrofluidischen Signalumformers rechteckige, nach außen vorspringende Fortsätze 7 angeordnet. (Die Begriffe "oberhalb" und "unterhalb" werden in diesem Zusammenhang auf den in Fig. 1 dargestellten elektrofluidischen Signalumformer bezogen.) Zwischen den Fortsätzen 7 ist um das Mittelteil 6 die Steuerwicklung 9 des Elektromagneten gewikkelt. Innerhalb der das Mittelteil 6 bildenden Stege 8 der ferromagnetischen Blechlamellen 1, 2, 3 ist ein Teil 10 an- · geordnet, der durch zwei im wesentlichen parallel zur Symmetrieachse des elektrofluidischen Signalumformers verlaufende Einschnitte 11 gebildet ist (Fig. 2b, 2c, 2d). Die Einschnitte 11 gehen von einem im oberen Endbereich im elektrofluidischen Signalumformer angeordneten Durchbruch 12 aus. Das Teil 10 bildet zusammen mit den Stegen 8 den Anker des Elektromagneten. Um das einseitig fest eingespannte Teil 10 elastisch leicht bewegbar zu machen, ist sein wirksamer Querschnitt an der Einspannung verringert und der so geschwächte, leicht biegbare Bereich verlängert worden. Dies geschieht dadurch, daß die Einschnitte 11 in ihrem innersten Bereich rechtwinklig auf die Symmetrieachse zu abknicken und sich als senkrecht zur Symmetrieachse verlaufende Einschnitte 13 his in zwei innerhalb der Einschnitte 11, aber parallel zu diesen verkaufende Schlitze 14 erstrecken.

An seinem freien, aus der Steuerwicklung 9 herausragenden Ende ist das Teil 10 mit klauenartigen Vorsprüngen 15 versehen, die mit entsprechenden Ausnehmungen 16 an den dem Teil 10 zugewandten Innenseiten der Fortsätze 7 zusammenarbeiten, indem sie diese eintauchen.

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Je zwei Fortsätze 7 links und rechts des Ankers 8, 10 und damit der Symmetrieachse des fluidischen Signalumformers sind durch je ein Weicheisenjoch 17' magnetisch verbunden. Die oberen Fortsätze 7 berühren die Pole des Weicheisenjochs 17', während zwischen den unteren Fortsätzen 7 und den entsprechenden Polen des Weicheisenjochs ein Luftspalt 18, 19 klafft. Jedes Weicheisenjoch 17' arbeitet mit je einem Pol eines die Steuerwicklung 9 umgreifenden Permanentmagneten 17 zusammen. Dabei berührt jeder Schenkel des hufeisenförmig gebogenen Permanentmagneten mit seiner ganzen Breite das Weicheisenjoch 17' auf seiner ganzen Länge.

Aus den Fig. 2a bis 2e, in denen die fünf den elektrofluidischen Signalumformer bildenden Blechlamellen 1 bis 5 in. einer sogenannten Sprengzeichnung dargestellt sind, wird der Aufbau des fluidischen Verstärkerteils des elektrofluidischen Signalumformers ersichtlich. In der mittleren Blechlamelle 1 sind kanalartige Ausnehmungen als Schlitze angeordnet. Zusammen mit den Blechlamellen 2, 3_? die auf der ganzen Oberfläche druckdicht mit der mittleren Blechlamelle 1 verlötet sind, werden geschlossene, rohrförmige Strömungskanäle.als Leiter für das Betriebsmedium gebildet. So ist im unteren Teil der Blechlamelle 1 eine Zuführungsbohrung 20 angeordnet, von der ein Kanal ausgeht, der das auf der Symmetrieachse des elektrofluidischen Signalumformers im Teil 10 verlaufende Strömungsmittelrohr bildet. Das obere, freie Ende des Strömungsmittelrohres 21 ist als Düse 22 ausgebildet und öffnet sich in den von dem Durchbruch 12 gebildeten Raum. Der Düse 22 gegenüber sind zwei durch einen Strömungsmittelteiler getrennte Ausgangskanäle 23, 24 angeordnet, welche als Diffusoren ausgebildet sind. Die Diffusoren gehen am Ende in Anschlußbohrungen 25, 26 über. Sämtliche Bohrungen sind bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel - ebenso wie zwei Befestigungsbohrungen 27, 28 - als den elektrofluidischen Signalumformer durchsetzenden Bohrungen ausgebildet, die damit in allen Blechlamellen 1, 2, 3» 4-j 5 angeordnet sind.

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Auf jeder Seite ist das aus den drei ferromagnetisehen Blechlamellen 1, 2, 3 "bestehende Blechpaket mit je einer geschlossenen Blechlamelle 4, 5? die aus einer Titanlegierung bestehen, also unmagnetisch sind, abgedeckt. Die Außenkontur der unmagnetischen geschlossenen Blechlamellen 4·, 5 stimmt mit der Außenkontur der dazwischenliegenden ferromagnetischen Blechlamellen 1, 2, 3 überein. Ebenso enthalten sie die Befestigung sbohrun gen 27, 28 und die Anschlußbohrungen 20, 25, 26. Im übrigen enthalten die unmagnetischen Blechlamellen 4, 5 keine Schlitze oder Durchbrüche, sie sind also geschlossen. Auf den den ferromagnetisehen Blechlamellen 2, 3 zugewandten Seiten sind in den Blechlamellen 4, 5 ü^e eine Ausnehmung 29 von überall gleicher Tiefe. Der Grundriß dieser.Ausnehmung ist - wie Fig. 2e zeigt - etwa T-förmig ausgebildet. Im oberen Bereich der Ausnehmung 29 sind jeweils zwei die Blechlamellen 4, 5 durchsetzende Abflußbohrungen 30, 3^ angeordnet, die etwa auf der Höhe des Durchbruchs 12 der ferromagnetisehen Blechlamellen 1, 2, 3 liegen. Die Grundrißfläche der Ausnehmung 29 ist so bestimmt, daß bei zusammengefügtem elektrofluidischem Signalumformer sich das Teil 10 in dem eingeschlossenen Raum frei bewegen kann, über die Abflußbohrungen 30, 31 kann der gebildete Raum, welcher auch den vom Durchbruch 12 gebildeten Raum mit umfaßt, mit einer Rücklaufleitung zum Tank bzw. mit der freien Atmosphäre verbunden werden.

Die einzelnen Blechlamellen 1 bis 5 sind über ihre gesamte Oberfläche druckdicht miteinander verlötet. Die Lötung wird in zwei Stufen durchgeführt; Die ferromagnetischen, aus einer Disen-Nickel-Legierung bestehenden Blechlamellen 1,2, 3 sind mit einem Kupferlot, insbesondere Reinkupfer gelötet. In der zweiten Stufe werden dann die unmagnetischen, geschlossenen Blechlamellen 4, 5, die zuvor mit einer Niekelschicht überzogen worden sind, mit einem Lot mit gegenüber dem Lot der Blechlamellen 1, 2, 3 niedrigerem Schmelzpunkt, also etwa einem Silberlot, verlötet.

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Diese zweistufige Lötung "bringt den Vorteil, daß zuerst die mittleren ferromagnetisehen Blechlamellen sauber und maßhaltig miteinander verlötet werden können. Das Auflöten der "beiden unmagnetischen Blechlamellen 4, 5 wird dann bei einer Temperatur vorgenommen, die unterhalb des Schmelzpunktes des Lots der Blechlamellen 1, 2, 3 liegt. Dabei wird ein Lösen der in der ersten Stufe hergestellten Lötung verhindert. Das Aufbringen des Lotes bzw. der Nickelauflage auf die unmagnetischen Blechlamellen 4, 5 geschieht nach herkömmlichen Verfahren, zum Beispiel in einem galvanischen Bad. Das Aufbringen der Nickelauflage auf die unmagnetischen, aus einer Titanlegierung bestehenden Blechlamellen ist notwendig, um eine aktive, lötbare Oberfläche auf die Blechlamellen aufzubringen.

Der elektrofluidische Signalumformer arbeitet nach dem"Strahlrohrprinzip. Ein ankommendes elektrisches Signal wird derart in ein analoges fluidisches Signal umgewandelt, daß das Teil 10 des Elektromagneten mit dem Strömungsmittelrohr 21 entsprechend dem die Steuerwicklung 9 durchfließenden elektrischen Strom ausgelenkt wird. Dabei wird der aus dem Strömungsmittelrohr 21 über die Düse 22 austretende Mediumstrahl entsprechend der Auslenkung des Steuerorgan^ mehr auf einen der beiden Ausgangsteile 23, 24 geleitet, wodurch ein Ausgangskanal stärker beaufschlagt wird, so daß ein dem elektrischen Signal proportionales Differenzdruck-Ausgangssignal entsteht.

Die Wirkungsweise des Magneten wird als bekannt vorausgesetzt, weshalb hier nicht näher darauf eingegangen v/erden muß.

Natürlich kanr der elektrofluidische Signalumformer - wenn zum Beispiel größere Strömungsquerschnitte gefordert werden auch aus einer größeren Anzahl von Blechlamellen aufgebaut werden, als bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel. Es ist auch möglich, die Ausnehmung 29 in den unmagnetischen, geschlossenen Blechlamellen 4, 5, die bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel etwa durch chemisches Fräsen entstanden ist, durch mechanisches Fräsen oder durch spanloses Verformen der Blechlamellen herzustellen.

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Claims

Ansprüche

/I J Aus Blechlamellen aufgebauter elektrofluidischer Signalumformer mit einem elastischen Strömungsmittelrohr, das zumindest teilweise den Anker eines Elektromagneten bildet und durch ein elektrisches Signal auslenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalumformer aus mehreren Blechlamellen (1, 2, 3) ferromagnetischer Werkstoffe, vorzugsweise Eisen-Nickel-Legierung, aufgebaut ist, welche auf jeder Seite mit je einer geschlossenen Blechlamelle (4, 5) aus unmagnetischem Werkstoff, vorzugsweise aus einer Titanlegierung, abgedeckt sind.
2. Elektrofluidischer Signalumformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen den unmagnetischen Blechlamellen (4, 5) gebildete, nach a\ißen abgeschlossene Raum (12, 29), mit einer Anschlußbohrung (30, 31) versehen ist.
3. Elektrofluidischer Signalumformer bei dem die Blechlamellen druckdicht miteinander verlötet sind nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetischen Blechlamellen (1, 2, 3) aus einer Eisen-rNickel-Legierung bestehen und mit einem Kupferlot, insbesondere Rein-Kupfer, gelötet sind.
4. Elektrofluidischer Signalumformer nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die unmagnetischen Blechlamellen (4, 5)

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aus einer Titan-Legierung bestehen und mit einer Nickelauf lage versehen sind.
5. Elektrofluidischer Signalumformer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer ITickelauflage versehenen, unmagnetischen Blechlamellen mit einem Lot mit gegenüber dem Lot der ferromagnetisehen Blechlamellen (1, 2, 3) niedrigerem Schmelzpunkt, vorzugsweise einem Silberlot, gelötet sind.

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