DE3326138A1 - Force/pressure converter - Google Patents

Force/pressure converter

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DE3326138A1 DE19833326138 DE3326138A DE3326138A1 DE 3326138 A1 DE3326138 A1 DE 3326138A1 DE 19833326138 DE19833326138 DE 19833326138 DE 3326138 A DE3326138 A DE 3326138A DE 3326138 A1 DE3326138 A1 DE 3326138A1
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Manfred Ing.(Grad.) 7000 Stuttgart Ebach
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Abstract

A force/pressure converter having a control element on which the force to be converted acts and which interacts with two valve seats of different diameter, in each case as a restrictor, the one valve seat being connected to a supply line for air at constant pressure and the other valve seat operating as an outlet, and the pressure which is proportional to the force to be converted being picked of between the valve seats. In this force/pressure converter, there is a precisely inversely proportional relationship between the input force and the output pressure. If the control element is designed as a permanent magnet and is arranged inside an electromagnet, then this arrangement can also be used as a current/pressure converter, since the current flowing through the electromagnet produces a magnetic field which exerts a force proportional to the current on the control element.

Description

DR.-ING. H. H. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B- TELEFON (0711) 291133/29 28 57DR. -ING. HH WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 · GYMNASIUMSTRASSE 31B- TELEPHONE (0711) 291133/29 28 57

Anmelder; -3- D 6653 Applicant; -3- D 6653

Eckardt AG
Pragstraße 82Eckardt AG
Pragstrasse 82

7000 Stuttgart 507000 Stuttgart 50

Kraft/Druck-WandlerForce / pressure converter

Die Erfindung betrifft einen Kraft/Druck-Wandler mit einem Steuerglied, an dem die umzuwandelnde Kraft angreift.The invention relates to a force / pressure converter with a control member, on which the force to be transformed attacks.

In der Pneumatik besteht vielfach das Problem, eine gegebene Kraft oder einen gegebenen Strom in ein proportionales pneumatisches Signal umzuwandeln. Hierzu werden Kraft/Druck-Wandler bzw. Strom/ Druck-Wandler verwendet. Die bekannten Wandler sind jedoch bezüglich ihres Aufbaues recht kompliziert. Ein Strom/Druck-Wandler dieser Art ist beispielsweise in der internationalen Anmeldung PCT/ US 80/01524 beschrieben. Dort ist gemäß Figur 6 ein mit einer Wicklung versehener Tauchkolben vorgesehen, der sich beim Anlegen eines elektrischen Stroms unter dem Einfluß des sich aufbauenden Magnetfeldes in axialer Richtung verschiebt. Jeweils eines der beiden Enden dieses Tauchkolbens bildet dabei mit korrespondierenden Öffnungen eines Gehäuses eine Drossel. Eine dieser Öffnungen ist mit einer Druckquelle verbunden, während die andere Öffnung als Auslaßöffnung dient. Der umgewandelte Druck wird in dem Gehäuse selbst abgegriffen.In pneumatics there is often the problem of a given force or convert a given current into a proportional pneumatic signal. For this purpose, force / pressure converters or current / Pressure transducer used. However, the known transducers are quite complicated in terms of their structure. A current / pressure converter this type is described, for example, in the international application PCT / US 80/01524. According to FIG. 6, there is one with a winding provided plunger provided, which when an electric current is applied under the influence of the magnetic field that is building up shifts in the axial direction. In each case one of the two ends of this plunger forms with corresponding openings a housing a throttle. One of these openings is connected to a pressure source, while the other opening is used as an outlet opening serves. The converted pressure is picked up in the housing itself.

Eine derartige Ausbildung weist verschiedene Nachteile auf. Durch die Anordnung des Tauchkolbens bildet dieser nur mit jeweils einer der beiden Öffnungen infolge von Querschnittsverengung eine Drossel, während die andere Öffnung im Querschnitt nicht verengt wird. DarausSuch a design has various disadvantages. Due to the arrangement of the plunger, it only forms with one of the two openings due to the narrowing of the cross-section, a throttle, while the other opening is not narrowed in cross-section. From it

ftft

folgt ein nicht exakt linearer Zusammenhang zwischen dem angelegten Strom und dem umgewandelten Druck. Die PCT/US 80/01524 sieht deshalb nach einem weiteren Verstärker eine Rückkopplung mittels eines Druckfü-hlers vor, um den Ausgangsdruck exakt einzustellen. Eine derartige Bauweise ist relativ aufwendig, insbesondere was den Rückkopplungspfad betrifft. So muß nicht nur ein Drucksensor vorgesehen werden, sondern auch Bauelemente, die das von diesem Drucksensor erzeugte Signal in geeigneter Weise aufbereiten und der Rückkopplung zuführen. Aufgrund der sich einstellenden Ungenauigkeiten bei der Druckmessung und der Rückkopplung sowie der Toleranzen der verwendeten elektrischen Bauteile ist der dort beschriebene Wandler auch nur bedingt für die Umwandlung kleiner Ströme in einen Druck geeignet.there follows a not exactly linear relationship between the created Current and the converted pressure. The PCT / US 80/01524 therefore sees a feedback after a further amplifier by means of a pressure sensor, to exactly set the outlet pressure to adjust. Such a construction is relatively complex, in particular with regard to the feedback path. It doesn't have to be like this only a pressure sensor can be provided, but also components that suit the signal generated by this pressure sensor Process and feed back to the feedback. Due to the inaccuracies in the pressure measurement and the Feedback as well as the tolerances of the electrical components used is also only conditionally supported by the converter described there suitable for converting small currents into pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kraft/Druck-Wandler bzw. einen Strom/Druck-Wandler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der abgegebene Druck exakt proportional zu der angelegten Kraft bzw. dem angelegten Strom ist. Der Wandler soll dabei sehr einfach ausgebildet sein und aus nur wenigen Einzelteilen bestehen, wodurch auch ein Kostenvorteil zu erzielen ist. Schließlich soll der Wandler so ausgeführt sein, daß auch sehr kleine Kräfte (bevorzugte Größenordnung bis 100 mN) bzw. sehr kleine Stromsignale (bevorzugte Größenordnung 0 bis 20 mA) in einen Druck (bevorzugte Größenordnung 0,2 bis 1 bar) umgewandelt werden können. Die bewegten Teile sollen dazu kleine Masse und einen nahezu symmetrischen Anschlag der bewegten Teile aufweisen, so daß nur ein geringer Erschütterungseinfluß gegeben ist.The invention is based on the object of a force / pressure converter or to design a current / pressure converter of the type mentioned in such a way that the pressure output is exactly proportional to the applied force or the applied current. The converter should be designed very simply and from only there are few individual parts, which also results in a cost advantage. After all, this is how the converter should be designed be that even very small forces (preferred order of magnitude up to 100 mN) or very small current signals (preferred order of magnitude 0 to 20 mA) can be converted into a pressure (preferred range 0.2 to 1 bar). The moving parts should have a small mass and an almost symmetrical stop of the moving parts, so that only a small Vibration influence is given.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß ein Kraft/Druck-Wandler der eingangs genannten Art so ausgebildet ist, daß das Steuerglied mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten desselben und in der Wirkungsrichtung der Kraft angeordneten Ventilsitzen jeweils als Drossel zusammenwirkt, daß der eine Ventilsitz einen größeren Wirkungsquerschnitt besitzt als der andere, daßThis object is achieved in that a force / pressure converter of the type mentioned is designed so that the control member with two on opposite sides of the same and in the direction of action of the force arranged valve seats each cooperates as a throttle that the one valve seat a has greater cross-section than the other that

COP/ —5—COP / —5—

einer der Ventilsitze mit einer Zuführung für Luft konstanten Drucks verbunden ist, während der andere Ventilsitz als Auslaß arbeitet, und daß der der umzuwandelnden Kraft proportionale Druck zwischen den Ventilsitzen abgegriffen wird. Die Erfindung unterscheidet sich also von der PCT/US 80/01524 in erster Linie dadurch, daß die Ventilsitze ungleichen Durchmesser haben und das Steuerelement jeweils gleichzeitig mit beiden Ventilsitzen als Drossel zusammenwirkt. Bezeichnet man die angelegte Kraft mit F, den Durchmesser der Ventilsitze mit d1 und d„ sowie den abgegebenen Druck mit ρ , so ist aufgrund der Beziehungone of the valve seats is connected to a supply for air of constant pressure, while the other valve seat operates as an outlet, and that the pressure proportional to the force to be converted is tapped between the valve seats. The invention differs from PCT / US 80/01524 primarily in that the valve seats have different diameters and the control element interacts with both valve seats as a throttle at the same time. If one denotes the applied force with F, the diameter of the valve seats with d 1 and d ″ and the output pressure with ρ, then due to the relationship

2 2 - d22 2 - d 2

ein exakt umgekehrt proportionaler Zusammenhang zwischen der angelecrten Kraft und dem abgegebenen Druck gegeben. Eine Rückkopplung wie im Fall der PCT/US 80/01524 erübrigt sich damit. Da das Steuerelement nicht mit einer Wicklung versehen sein muß, kann es mit relativ geringer Masse hergestellt werden, so daß auch die Umwandlung kleiner Kräfte möglich ist. Da lediglich ein Gehäuse mit zwei Ventilsitzen sowie das eigentliche Steuerelement vorzusehen sind, läßt sich der Wandler auch sehr einfach und kostengünstig aufbauen. there is an exactly inversely proportional relationship between the applied force and the pressure delivered. A feedback as in the case of the PCT / US 80/01524 is not necessary. Since the control element does not have to be provided with a winding, it can be manufactured with a relatively low mass, so that the conversion of small forces is also possible. Since only a housing with two valve seats and the actual control element need to be provided, the converter can also be constructed very simply and inexpensively.

Für die Ausführung des Steuerglieds sind verschiedene Möglichkeiten denkbar. Bevorzugte Ausführungsformen sehen beispielsweise vor, das Steuerglied als Kugel auszubilden oder aus zwei Halbkugeln mit einem dazwischen angeordneten Zylinder auszuführen. Ebenfalls günstig ist es jedoch, dieses Steuerglied aus mindestens zwei zylinderförmigen Teilen zusammenzusetzen. Dabei wird eine anschlagfreie Lösung erreicht, da die zylinderförmigen Teile mit den Ventilsitzen nicht in Kontakt kommen können. Schließlich kann das Steuerglied auch als ebene Platte ausgeführt seinThere are various options for implementing the control element conceivable. Preferred embodiments see for example to form the control member as a ball or to run from two hemispheres with a cylinder arranged in between. However, it is also advantageous to assemble this control member from at least two cylindrical parts. Included a stop-free solution is achieved because the cylindrical parts cannot come into contact with the valve seats. Finally, the control member can also be designed as a flat plate

Das Steuerglied kann zweckmäßig mit elastischen Befestigungsmitteln, insbesondere Spinnen/ Blattfedern oder Doppelfedern aufgehänot sein- BAD ORIGINAL COPYThe control member may suitably with elastic fixing means, in particular spiders / leaf springs or double spring be aufgehänot - BAD ORIGINAL COPY

-β--β-

Dadurch wird eine Geradführung des Steuerglieds erreicht. Gleichzeitig ist auch noch die Erzeugung einer Vorspannkraft möglich.As a result, straight guidance of the control member is achieved. At the same time, there is also the generation of a pretensioning force possible.

Der erfindungsgemäße Kraft/Druck-Wandler kann auch zur Umwandlung eines elektrischen Stroms in ein proportionales pneumatisches Signal verwendet werden. Hierzu kann das Steuerglied als Permanentmagnet ausgebildet und von einem Elektromagneten umgeben sein, wobei ein durch diesen Elektromagneten fließender Strom auf das Steuerglied eine dem Strom proportionale Kraft ausübt. Dadurch wird ein sehr einfacher Strom/Druck-Wandler geschaffen, der dieselben Vorteile wie der erfindungsgemäße Kraft/ Druck-Wandler besitzt.The force / pressure converter according to the invention can also be used for conversion of an electric current can be used in a proportional pneumatic signal. For this purpose, the control member as Permanent magnet and surrounded by an electromagnet be, with a current flowing through this electromagnet on the control member a force proportional to the current exercises. This creates a very simple current / pressure converter that has the same advantages as the inventive force / Owns pressure transducer.

Eine vorteilhafte Weiterbildung dieses Strom/Druck-Wandlers sieht vor, daß der Elektromagnet über ein Betätigungsglied in Bewegungs richtung des Steuerglieds verschiebbar ist. Damit läßt sich der Nullpunkt dieses Wandlers einstellen. Zur Verstärkungseinstellung kann ferner vorgesehen werden, parallel zu dem Elektromagneten einen variablen Widerstand zu schalten.An advantageous development of this current / pressure converter provides that the electromagnet is in motion via an actuator direction of the control member is displaceable. This allows the zero point of this converter to be set. For setting the gain it can also be provided that a variable resistor is connected in parallel with the electromagnet.

Weitere Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Kraft/Druck-Wandlers bzw. Strom/Druck-Wandlers ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung zur Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind. Es zeigen:Further features and advantages of the force / pressure converter according to the invention or current / pressure converter emerge from the subclaims and from the description of the drawing, in the preferred one Embodiments of the invention are shown. Show it:

Fig. 1 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines sowie 7 erfindungsgemäßen Kraft/Druck-Wandlers,Fig. 1 cross sections through different embodiments of a and 7 force / pressure transducers according to the invention,

Fig. 3 Querschnitte durch verschiedene Aus führungs formen eines erfindungssowie 8 gemäßen Strom/Druck-Wandlers,
und 93 shows cross-sections through various embodiments of a current / pressure converter according to the invention and 8 according to the invention,
and 9

Einen Querschnitt durch einen Kraft/Druck-Wandler, der im ganzen mit 1 bezeichnet ist, zeigt die Fig. 1. Er besteht im wesentlichen aus verschiedenen Gehäuseteilen 2 bis 4 sowie einem als Kugel ausgeführten Steuerglied 5. Dieses Steuerglied 5 wird über eine Stange 6 in nicht näher gezeigter Weise mit der umzuwandelnden Kraft F beaufschlagt.A cross section through a force / pressure transducer, which is designated as a whole by 1, is shown in FIG. 1. It essentially consists from different housing parts 2 to 4 and a control member designed as a ball 5. This control member 5 is about a rod 6 is acted upon in a manner not shown with the force F to be converted.

In dem aus den Gehäuseteilen 2 bis 4 gebildeten Gehäuse sind zwei kreisförmige öffnungen 7 und 8 vorgesehen. Durch die öffnung 7 tritt dabei Luft konstanten Drucks ρ ein und durch die Öffnung 8 mit vermindertem Druck pQ wieder aus. Die Öffnung 7 weist einen Durchmesser d.. auf, der größer ist als der Durchmesser d~ der öffnung 8. Das Steuerglied 5 bildet, wie gezeigt, mit den öffnungen 7 und 8 Drosseln, wobei sich der im Inneren des Gehäuses aufbauende Druck ρ aus der BeziehungIn the housing formed from the housing parts 2 to 4, two circular openings 7 and 8 are provided. Air of constant pressure ρ enters through opening 7 and exits again through opening 8 with reduced pressure p Q. The opening 7 has a diameter d. Which is larger than the diameter d ~ of the opening 8. The control member 5, as shown, forms throttles with the openings 7 and 8, the pressure ρ building up inside the housing the relationship

(di2 - d22> (d i 2 - d 2 2 >

ergibt. Dieser Druck wird über eine Bohrung 9 abgegriffen und ist exakt umgekehrt proportional zu der angelegten Kraft.results. This pressure is tapped via a bore 9 and is exactly inversely proportional to the force applied.

Wie ersichtlich, besteht der erfxndungsgemäße Kraft/Druck-Wandler aus nur sehr wenigen Einzelteilen und gewährleistet dennoch eine exakte Kraft/Druck-Wandlung. Das Steuerglied 5 kann eine sehr geringe Masse besitzen, wodurch auch die Umwandlung sehr geringer Kräfte ermöglicht wird.As can be seen, there is the force / pressure converter according to the invention from only a few individual parts and still guarantees an exact force / pressure conversion. The control member 5 can be very small Have mass, which enables the conversion of very small forces.

Eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraft/Druck-Wandlers ist in der Fig. 2 dargestellt. Dieser Kraft/Druck-Wandler ist im ganzen mit 10 bezeichnet und besteht aus den Gehäuseteilen 11 bis 13, in denen öffnungen verschiedenen Durchmessers 14 und 15 angebracht sind. Das Steuerglied besteht in diesem Fall aus zwei zylinderförmigen und durch einen Stab 16 miteinander verbundenen zylinderförmigen Teilen 17 und 18, die mit den öffnungen 14 und 15 als Drosseln zusammenwirken. Bei dieser Ausführungsform wird die Masse des Steuerglieds noch weiter verringert und zugleich eine anschlagfreie Lösung erreicht, da die zylinderförmigen Körper 17 und 18 mit dem Gehäuse nicht mehr in Kontakt kommen können. Die Kraft F wird über eine Stange 19 dem Steuerglied zugeführt. Another embodiment of a force / pressure converter according to the invention is shown in FIG. This force / pressure converter is designated as a whole with 10 and consists of the housing parts 11 to 13, in which openings of different diameters 14 and 15 are attached. In this case, the control element consists of two cylindrical ones that are connected to one another by a rod 16 cylindrical parts 17 and 18, which cooperate with the openings 14 and 15 as throttles. In this embodiment the mass of the control member is further reduced and at the same time a stop-free solution is achieved, since the cylindrical Body 17 and 18 can no longer come into contact with the housing. The force F is fed to the control member via a rod 19.

COPYCOPY

In dieser Figur ist außerdem eine mögliche Aufhängung des Steuerglieds gezeigt. Hierzu v/erden elastische Befestigungsmittel 20 und 21 verwendet, wobei vorzugsweise Spinnen oder BlattfedernVerwendung finden. Damit läßt sich nicht nur eine einfache Aufhängung und Geradführung des Steuerglieds verwirklichen, es ist vielmehr gleichzeitig auch die Erzeugung einer Vorspannkraft möglich.In this figure, a possible suspension of the control member is also shown. For this purpose, elastic fastening means are grounded 20 and 21 are used, spiders or leaf springs preferably being used. Not just one realize simple suspension and straight guidance of the control member, it is rather at the same time also the generation of a Pre-tensioning force possible.

Diese Ausführungsform basiert auf demselben Prinzip wie diejenige der Fig. 1, so daß weitere Erläuterungen bezüglich der verschiedenen Durchmesser der Einlaß- und Auslaßöffnung überflüssia sind. Der im Inneren des Wandlers herrschende Druck O1, wird über eine Bohrung 22 nach außen geführt.This embodiment is based on the same principle as that of FIG. 1, so that further explanations regarding the different diameters of the inlet and outlet openings are superfluous. The pressure O 1 prevailing inside the transducer is led to the outside via a bore 22.

Einen erfindungsgemäßen Strom/Druck-Wandler, der im ganzen mit 23 bezeichnet ist, zeigt die Fig. 3. Dieser Wandler ist in ähnlicher Weise wie der Kraft/Druck-Wandler der Fig. 1 aufgebaut und besteht aus mit Öffnungen 24 und 25 versehenen Gehäuseteilen 2 6 bis 28 sowie einem als Kugel ausgebildeten und vormagnetisierten Steuerglied 29. Dieses Steuerglied ist von einem Elektromagneten 30 umgeben, der über Leitungen 31 und 32 mit dem umzuwandelnden Strom I gespeist wird. Dieser Strom durchfließt den Elektromagneten 30 und erzeugt ein Magnetfeld, das auf das Steuerglied 29 eine Kraft ausübt, welche in der bereits anhand der Fig. 1 geschilderten Weise in einen Druck ρ umgewandelt wird, der über eine Gehäuseöffnung 33 abgegriffen wird. Man erhält dadurch einen Strom/Druck-Wandler mit denselben Vorteilen des in der Fig. 1 dargestellten Kraft/Druck-Wandlers, wobei lediglich das Steuerglied als Permanentmagnet auszuführen sowie ein Elektromagnet vorzusehen sind.A current / pressure converter according to the invention, which is designated as a whole by 23, is shown in FIG. 3. This converter is similar Structure like the force / pressure converter of FIG. 1 and consists of housing parts provided with openings 24 and 25 2 6 to 28 and a pre-magnetized control member 29 designed as a ball. This control member is an electromagnet 30, which is fed via lines 31 and 32 with the current I to be converted. This current flows through the Electromagnet 30 and generates a magnetic field which exerts a force on the control member 29, which is based on the 1 is converted into a pressure ρ which is tapped via a housing opening 33. You get thus a current / pressure converter with the same advantages of the force / pressure converter shown in FIG. 1, with only the control member to be designed as a permanent magnet as well an electromagnet must be provided.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strom/Druck-Wandlers ist unter Verwendung teilweise derselben Bezugszeichen wie in der Fig. 3 in der Fig. 4 dargestellt. Der einzige Unterschied besteht darin, daß das Steuerglied nun aus zwei zylinderförmigen Körpern 34 und 35 zusammengesetzt ist. Dadurch wird eine anschlagfreie Lösung erreicht.Another embodiment of the current / pressure converter according to the invention is shown in FIG. 4 using in part the same reference numerals as in FIG. 3. The only difference is that the control member is now composed of two cylindrical bodies 34 and 35. This creates a stop-free solution achieved.

Auch die Fig. 5 zeigt eine ähnliche Ausgestaltung, wobei das Steuerglied nun aus zwei Halbkugeln 36 und 37 und einem dazwischen angeordneten Zylinder 38 besteht. Dieses Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 6 nochmals gezeigt, wobei auch verschiedene Justiermöglichkeiten dargestellt sind. So kann über die . Spinnen 39 und 40, die zugleich das Steuerglied halten und führen, eine Vorspannkraft erzeugt werden. Der Nullpunkt läßt sich über ein Betätigungsglied 41 verstellen, während die Verstärkung über einen variablen Widerstand R einstellbar ist. Schließlich ist es auch denkbar, das Gehäuseteil 28, das zugleich einen der Ventilsitze bildet, in Richtung des Pfeiles A zu verschieben (Sitzeinstellung).5 also shows a similar embodiment, the control member now consisting of two hemispheres 36 and 37 and one in between arranged cylinder 38 consists. This exemplary embodiment is shown again in FIG. 6, with various also Adjustment options are shown. So can about the. Spiders 39 and 40, which at the same time hold the control member and lead, a preload force is generated. The zero point can be adjusted via an actuator 41, while the Gain is adjustable via a variable resistor R. Finally, it is also conceivable, the housing part 28, which at the same time to move one of the valve seats in the direction of arrow A (seat adjustment).

Eine weitere Ausführungsform eines Kraft/Druck-Wandlers ist in der Fig. 7 dargestellt. Er ist als Ganzes mit 42 bezeichnet und umfaßt die Gehäuseteile 43 bis 46, in denen die Öffnungen 47 bis 49 vorgesehen sind. Die öffnu/.-.yen 47 und 48 müssen dabei nicht zwangsläufig kreisförmigen Querschnitt besitzen, sondern können in ihrer Querschnittsform-auf das als ebene Platte 49 ausgeführte Steuerglied abgestimmt sein. Diese Platte ist mit der mit der Kraft F beaufschlagbaren Stange 50 verbunden und kann im Prinzip beliebig, z.B. rechteckig, ausgeführt sein. Der Wirkungsquerschnitt der Öffnung 48 ist aber auch hier"- unabhängig von der Form dieser Öffnung - größer als der Wirkungsquerschnitt der Öffnung 47.Another embodiment of a force / pressure converter is shown in FIG 7 shown. It is designated as a whole with 42 and comprises the housing parts 43 to 46, in which the openings 47 to 49 are provided. The öffnu /.-. Yen 47 and 48 do not have to be inevitably have a circular cross-section, but can be designed as a flat plate 49 in their cross-sectional shape Control member be matched. This plate is connected to the rod 50 which can be acted upon by the force F and, in principle arbitrary, e.g. rectangular. The effective cross-section of the opening 48 is here too "- regardless of its shape Opening - larger than the cross section of the opening 47.

Es ist weiterhin auch möglich, die ebene Platte als Permanentmagnet auszuführen, um einen Strom/Druck-Wandler zu erhalten. Ein derartiger Wandler mit der Bezugsziffer 51 ist in der Fig. 8 gezeigt. Die Gehäuseteile sind dort mit 52 bis 55 bezeichnet, die Öffnungen mit 56 bis 58, der Elektromagnet mit 59 und das als Permanentmagnet ausgeführte Steuerglied (ebene Platte) mit 60. Als Befestigungsmittel dient eine Spinne 61. In der Fig. 9 schließlich ist nochmals dieselbe Ausführungsform gezeigt, wobei aber zur Befestigung eine hier einseitig angebrachte Doppelfeder (Blattfeder) 62a, 62b dient.It is also possible to use the flat plate as a permanent magnet run to obtain a current / pressure converter. One of those Converter with reference number 51 is shown in FIG. The housing parts are designated there with 52 to 55, the openings with 56 to 58, the electromagnet with 59 and the control element designed as a permanent magnet (flat plate) with 60. As fastening means a spider 61 is used. Finally, FIG. 9 shows the same embodiment again, but with a Double spring (leaf spring) 62a, 62b attached here on one side is used.

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Claims (11)

.'? ÄT.E;N TAN W £tT E . DR. - I NG. H. H. WILHELM - D ΪΡ U. - I N G. H. D A U S T E R D-7000 STUTTGART 1 · GYM NASI UMSTRASS E 31 B -TELEFON (07 11) 29 1133/29 28 57 . '? ÄT.E; N TAN W £ tT E. DR. - I NG. HH WILHELM - D ΪΡ U. - IN GH DAUSTER D-7000 STUTTGART 1 GYM NASI UMSTRASS E 31 B - TELEPHONE (07 11) 29 1133/29 28 57 ftft Anmelder; Stuttgart, den 14.07.1983 Applicant; Stuttgart, July 14, 1983 Eckardt AG DEckardt AG D Pragstraße 82 DPragstrasse 82 D Stuttgart 50Stuttgart 50 AnsprücheExpectations ( 1· ) Kraft/Druck-Wandler mit einem Steuerglied, an dem die umzuwandelnde Kraft angreift, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5; 16 bis 18; 29; 34, 35; 36 bis 38; 49; 60) mit zwei auf gegenüberliegenden Seiten desselben und in der Wirkungsrichtung der Kraft angeordneten Ventilsitzen (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) jeweils als Drossel zusammenwirkt, daß der eine Ventilsitz (7; 14; 24; 48; 57) einen größeren Wirkungsquerschnitt besitzt als der andere (8; 15; 25; 47; 56), daß einer der Ventilsitze (7; 14; 24; 48; 57) mit einer Zuführung für Luft konstanten Drucks verbunden ist, während der andere Ventilsitz (8; 15; 25; 47; 56) als Auslaß arbeitet und daß der der umzuwandelnden Kraft proportionalen Druck zwischen den Ventilsitzen abgegriffen wird.(1 ·) Force / pressure converter with a control element on which the converter is to be converted Acts force, characterized in that the control member (5; 16 to 18; 29; 34, 35; 36 to 38; 49; 60) with two valve seats (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) each cooperates as a throttle that one valve seat (7; 14; 24; 48; 57) has a larger one Has effective cross-section than the other (8; 15; 25; 47; 56) that one of the valve seats (7; 14; 24; 48; 57) with a feed for air of constant pressure is connected, while the other valve seat (8; 15; 25; 47; 56) works as an outlet and that the force to be converted proportional pressure between the valve seats is tapped. 2. Kraft/Druck-Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsitze (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) kreisförmigen Querschnitt besitzen und daß auch das Steuerglied (5; 16-18; 29; 34, 35, 36 bis 38; 49; 60) in der Ebene der Ventilsitze (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) kreisförmigen Querschnitt aufweist.2. Force / pressure converter according to claim 1, characterized in that that the valve seats (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) have a circular cross-section and that the control member (5; 16-18; 29; 34, 35, 36 to 38; 49; 60) circular in the plane of the valve seats (7, 8; 14, 15; 24, 25; 47, 48; 56, 57) Has cross section. 3. Kraft/Druck-Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied als Kugel (5; 29) ausgebildet ist.3. Force / pressure converter according to claim 2, characterized in that that the control member is designed as a ball (5; 29). 4. Kraft/Druck-Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied aus mindestens zwei zylinderförmigen Teilen (17, 18; 34, 35) zusammengesetzt ist.4. Force / pressure converter according to claim 2, characterized in that that the control member is composed of at least two cylindrical parts (17, 18; 34, 35). 5. Kraft/Druck-Wandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied aus zwei Halbkugeln (36, 37) und einem dazwischen angeordneten Zylinder (38) zusammengesetzt ist.5. Force / pressure converter according to claim 2, characterized in that that the control member consists of two hemispheres (36, 37) and one in between arranged cylinder (38) is composed. 6. Kraft/Druck-Wandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (49; 60) als ebene Platte ausgeführt ist.6. Force / pressure converter according to claim 1, characterized in that that the control member (49; 60) is designed as a flat plate. 7. Kraft/Druck-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (5; 16 bis 18; 29; 34, 35; 36 bis 38; 49; 60)mit elastischen Befestigungsmitteln, insbesondere Spinnen, Blattfedern oder Doppelfedern (20, 21; 39, 40; 61, 62a, 62b) aufgehängt ist:7. Force / pressure converter according to one of claims 1 to 6, characterized characterized in that the control member (5; 16 to 18; 29; 34, 35; 36 to 38; 49; 60) with elastic fastening means, in particular Spiders, leaf springs or double springs (20, 21; 39, 40; 61, 62a, 62b) are suspended: 8. Strom/Druck-Wandler, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerglied (29; 34, 35; 36 bis 38; 60) als Permanentmagnet ausgebildet ist und von einem Elektromagneten (30; 59) beeinflußt wird und daß ein durch diesen Elektromagneten fließender Strom auf das Steuerglied (29; 34, 35; 36 bis 38; 60) eine dem Strom proportionale Kraft ausübt.8. Current / pressure converter, in particular according to one of claims 1 to 7, characterized in that the control member (29; 34, 35; 36 to 38; 60) is designed as a permanent magnet and is influenced by an electromagnet (30; 59) and that a through this Electromagnet flowing current on the control member (29; 34, 35; 36 to 38; 60) exerts a force proportional to the current. 9. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (30) über ein Betätigungsglied (41) in Bewegungsrichtung des Steuerglieds verschiebbar ist.9. current / pressure converter according to claim 8, characterized in that the electromagnet (30) via an actuating member (41) in the direction of movement of the control member is displaceable. 10. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu dem Elektromagneten (30) ein variabler Widerstand (R) geschaltet ist.10. Current / pressure converter according to claim 8 or 9, characterized in that that a variable resistor (R) is connected in parallel with the electromagnet (30). 11. Kraft/Druck-Wandler nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder Strom/ Druck-Wandler nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Ventilsitze (28) in axialer Richtung verschiebbar ist.11. Force / pressure converter according to one of claims 1 to 7 or current / Pressure transducer according to one of Claims 8 to 10, characterized in that at least one of the valve seats (28) is axially Direction is shiftable. -3--3- COPYCOPY
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0335449A1 (en) * 1988-03-28 1989-10-04 Koninklijke Philips Electronics N.V. Force limiter, device and method of limiting contact force provided with such a force limiter
US5197371A (en) * 1988-03-28 1993-03-30 U.S. Philips Corporation Force limiter and ultrasonic device provided with a force limiter
US5293809A (en) * 1988-03-28 1994-03-15 U.S. Philips Corporation Method of limiting a contact force

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