DE2334211A1 - Stellmotor - Google Patents

Stellmotor

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Publication number
DE2334211A1
DE2334211A1 DE19732334211 DE2334211A DE2334211A1 DE 2334211 A1 DE2334211 A1 DE 2334211A1 DE 19732334211 DE19732334211 DE 19732334211 DE 2334211 A DE2334211 A DE 2334211A DE 2334211 A1 DE2334211 A1 DE 2334211A1
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DE
Germany
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servomotor
strain gauge
cables
connecting cables
torsion spring
Prior art date
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Pending
Application number
DE19732334211
Other languages
English (en)
Inventor
Erwin Gerteis
Josef Schnorrenberg
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jos Schneider Optische Werke GmbH
Original Assignee
Jos Schneider Optische Werke GmbH
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Publication date
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Priority to CH323574A priority patent/CH564276A5/xx
Priority to FR7409407A priority patent/FR2236302B3/fr
Priority to GB1699174A priority patent/GB1435649A/en
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Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00—Automatic controllers
    • G05B11/01—Automatic controllers electric
    • G05B11/011—Automatic controllers electric details of the correcting means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F7/00—Magnets
    • H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/13—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures characterised by pulling-force characteristics
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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    • H01F7/08—Electromagnets; Actuators including electromagnets with armatures
    • H01F7/14—Pivoting armatures

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Description

Jos. Schneider & Co., Optische Werke, Bad Kreuznach
"STELLMOTOR"
Die Erfindung betrifft einen Stellmotor, der im wesentlichen aus einem beweglichen, über eine Torsionsfeder in Nullage zertrierten Anker, Lagerschildern, Spulen, Polschuhen und Permanentmagneten besteht.
Es ist bekannt, dass bei Anwendung von diesen Stellmotoren die Wegmessung mittels eines induktiven oder potentiometrischen Messystems vorgenommen wird, das Über ein direkt gekoppeltes Glied mit dem Stellorgan des Stellmotors verbunden ist.
Diese bekannten Ausfuhrungen erfordern einen relativ hohen Kostenaufwand und haben den Nachteil, dass der Stellmotor nur in Verbindung mit einen direkt gekoppelten Glied, z.B. Steuerschieber eines einstufigen Servoventils, im geschlossenen Regelkreis betrieben werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen elektromechanischen Stellmotor mit geringer Hysterese, guter Linearität der Weg-Stromkennlinie, hoher Nullpunktstabilität, hoher Reproduzierbarkeit bei niedrigem Kostenaufwand zu schaffen, wobei der Stellmotor insbesondere zur Betätigung ein- und zweistufiger elektrohydraulischer Servoventile anwendbar sein soll.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Hub des /inkers über einen an einer Torsionstaille der Torsionsfeder angeordneten Dehnungsraesstreifen messbar ist, wobei das von dem Dehnungsmesstreifen abgegebene elektrische Signal als Rückführsignal
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für den Betrieb des Stellmotors im geschlossenen Regelkreis verwendbar ist.
Gemäss einer vorzugsweisen Ausfuhrungsform der Erfindung können an Lötstützpunkten, die an dem Lagerschild befestigt sind, Dehnungsmesstreifen-Anschlussfahnen und Verbindungskabel des Dehnungsmessstreifens zusammen verbunden und die Verbindungskabel mit Spulenkabeln gemeinsam nach aussen gelegt sein.
Gemäss einer anderen Ausführungsform der Erfindung können die LötstUtzpunkte an dem Anker befestigt sein.
Als besonders zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zur Erlangung einer hohen Nullpunktstabilität zwei Dehnungsstreifen an der Torsionsfeder angebracht sind, die bereits eine Halbbrücke bilden.
Durch geeignete Abstimmung der Regelkreisverstärkung wird es möglich, die Hysterese bis auf einen verbleibenden Restbetrag, der in Grössenordnung der Ansprechschwelle des Stellmotors liegt, auszuregeln.
Gleichzeitig werden die Nichtlinearitäten der Hubkennlinie - Sättigung bis auf geringe Restabweichung - ausgeregelt.
Des weiteren wird beim Betrieb im geschlossenen Regelkreis die Reproduzierbarkeit verbessert. Durch die gewählte Anordnung des Dehnungsniesstreifens und der zugehörigen KabelzufUhrung ist kein zusätzlicher mechanischer Bauaufwand - und damit Kostenaufwand - ausser de* Dehnungsmesstreifen selbst erforderlich.
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Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführun^sbeispiele der Erfindung.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt eines Stellmotors
Fig. 2 einen Querschnitt des Stellmotors mit Dehnungsmessstreifen nach Anspruch 2
Fig. 3 einen Querschnitt des Stellmotors mit Dehnungsmessstreifen nach Anspruch 3
Fig. 4 ein VJirkschema eines ei ektrohydrcuü sehen Scrvovcrstils rait erfindungsgemässem Stellmotor im geschlossenen Regelkreis
Fig. 5 eine Durchflusskennlinie des Servoventils mit und ohne Rückführung über den Dehnungsmesstreifen.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen einen Stellmotor (St) mit einem über eine Torsionsfeder 3 in Mittelstellung gehcdtenen Anker 2, der durch Stromsignale in Spulen 1 polarisiert und damit aucgelenkt v/erden kann und der Polschuhe 4, Permanentmagnete 5, Lagerschilder 6 aufweist.
Die Torsionsfeder 3, welche an Lagerschildern 6 über Lagerschild-Kerbverzahnungen 9 eingespannt ist, ist durch eine Anker-Korbverzahnunr 7 mit dem Anker 2 verbunden und weist zwei Torsionstaillen 0 auf. Die eine Torsionstaille 8 dient der Aufnahme eines Dehnungsmesstreifens 10,- dessen Dehnungsmesstreifen-Änschlussfahnen 11 in dieser Lage direkt zu an einem Lagerschild 6 (Fig.2) oder an dem Anker 2 (Fig.2) angeordneten Lötstützpunlcten 12 geführt werden, von v/o Verbindunc-skabel 13 - gemeinsam mit Spulenkaboln 14 - nach aussen gelegt sind. Bei einsatz des Stellmotors (St) - z.B. auf einem Servoventil werden die Kabelenden gemeinsam zur Steckverbindung geführt. Der in den Fig. 2 und 3 dargestellte Dehnun£,*messtreifen IC besteht cus zwei bereits zu einer Halbbrücke zuscmnengeschclteten Dehnungsmesstreifen.
Die Fig. 4 zeigt des V.'irkschema eines im geschlossenen Regelkreis betriebenen Servoventils 10 mit einem erfindungsgeraüssen Stellmotor (St) und einem Ventilsteueror£Gn IC, wobei &c- Sollwert '..' in
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BAD
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einen Regelverstärker 15 eingegeben wird, und dieser einen proportionalen Strom Über die Spulen des Stellmotors (St) treibt, der wiederum eine Auslenkung des Ankers 2 und damit eine Verdrehung der Torsionsfeder 3 zur Folge hat, die im Dehnungsraesstreifen 10 eine Widerstandsänderung bewirkt, welche vom Dehnungsmesstreifen-Verstärker 17 in ein proportionales Spannungssignal Überfuhrt wird, das auf den Regflvfrstärker 15 zurückgeführt wird.
Durch Einstellung entsprechender Verstärkungen am Regelverstärker 15 und dem Dehnungsmesstreifen-Verstärker 17 lassen sich die Hysterese und Linearität einet einstufigen Servoventils - wie Fig. 5 zeigt -erheblich verbessern.
Die gestrichelte Durchflusskennlinie ist die eines Standardventils ohne Rückführung, wogegen die durchgezogene Durchflusskennlinie bei Verwendung eines Stellmotors mit Dehnungsmesstreifen im geschlossenen Regelkreis erreicht wird.
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Claims (2)

  1. — 5 —
    Patentansprüche
    I.)Stellmotor, der im wesentlichen aus einem beweglichen, über •ine Torsionsfeder in Uullage zentrierten Anker, Lac,erschildern, Spulen, Polschuhen und Permanentmagneten besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der !!üb des Ankers (2) über einen an einer Torsionstaille (ο) der Torsionsfeder (3) angeordneten Dehnungsmesstreifen (lO) messbar ist, wobei das von dem Dehnungsmesstreifen (iO) abgegebene elektrische Signal als Hückführsignal für den Betrieb des Steilmotors (St) im roschlossencn Regelkreis verwendbar ist.
  2. 2. Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an LotStützpunkten (12), die an dem Lagerschild (6) befestigt sind, Dehnungsmesstreifen-Anschlussfahnen (ll) und Verbindungskabel (13) des Dehnungsmesstreifens (lO) zusammenverbunden sind und dass die Verbindungskabel (13) mit Spulenkabeln (14) gemeinsam nach aussen gelegt sind.
    3« Stellmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an den Liitstützpunkten (12), die an dem An.':cr (2) befestigt sind, die Dehnunjsmesstreifen-Anschlussfohnen (ll) und die Verbindungskabel (13) des Dehnungsmesstreifens (lO) zusammenverbunden sind und dass die Verbindungskabel (lo) mit den Spulenkabeln (l4) gemeinsam nach aussen gelegt sind.
    4» Stellmotor nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dehnumjsmesstreifen (lO) aus zwei bereits zu einer Halbbrücke zusammengeschalteten Dehnungsmessstreifen besteht.
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    Leerseife
DE19732334211 1973-07-05 1973-07-05 Stellmotor Pending DE2334211A1 (de)

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CH323574A CH564276A5 (de) 1973-07-05 1974-03-07
FR7409407A FR2236302B3 (de) 1973-07-05 1974-03-20
GB1699174A GB1435649A (en) 1973-07-05 1974-04-18 Servomotor

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CH (1) CH564276A5 (de)
DE (1) DE2334211A1 (de)
FR (1) FR2236302B3 (de)
GB (1) GB1435649A (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998042957A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Elektromagnetischer antrieb
WO1998042960A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Elektromagnetischer antrieb

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WO1998042957A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Elektromagnetischer antrieb
WO1998042960A1 (de) * 1997-03-24 1998-10-01 Lsp Innovative Automotive Systems Gmbh Elektromagnetischer antrieb
US6262498B1 (en) 1997-03-24 2001-07-17 Heinz Leiber Electromagnetic drive mechanism

Also Published As

Publication number Publication date
FR2236302B3 (de) 1976-12-31
FR2236302A1 (de) 1975-01-31
GB1435649A (en) 1976-05-12
CH564276A5 (de) 1975-07-15

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