JPH0620553A - エレクトロニューマチック式の信号変換器 - Google Patents

エレクトロニューマチック式の信号変換器

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JPH0620553A
JPH0620553A JP7366793A JP7366793A JPH0620553A JP H0620553 A JPH0620553 A JP H0620553A JP 7366793 A JP7366793 A JP 7366793A JP 7366793 A JP7366793 A JP 7366793A JP H0620553 A JPH0620553 A JP H0620553A
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JP
Japan
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support
flexure element
signal converter
piezoelectric flexure
piezoelectric
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Application number
JP7366793A
Other languages
English (en)
Inventor
Johannes Wirtl
ヴィルトル ヨハネス
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.)
Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
Original Assignee
Hoerbiger Ventilwerke GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B5/00Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities
    • F15B5/003Transducers converting variations of physical quantities, e.g. expressed by variations in positions of members, into fluid-pressure variations or vice versa; Varying fluid pressure as a function of variations of a plurality of fluid pressures or variations of other quantities characterised by variation of the pressure in a nozzle or the like, e.g. nozzle-flapper system

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 特に初期位置調整後に引き続き生じる圧電た
わみ素子の機械的緩和もしくはあとからでしか気が付か
ない位置調整誤差によって、生産廃棄量が高められない
ようにする。 【構成】 調節可能な支持支承部14が、同心的な挿入
スリーブ15内に配置された、軸方向で該挿入スリーブ
15に対して移動調節可能な支持ピン8を有しており、
前記挿入スリーブの、別の支持支承部16に対する相対
的な位置が、位置調整後に固定されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、エレクトロニューマチ
ック式の信号変換器であって、圧電たわみ素子が設けら
れていて、該圧電たわみ素子が、弾性的にプレロードを
かけられて少なくとも3つの支持支承部に接触してお
り、該支持支承部のうち少なくとも1つが、制御したい
座部に対して相対的に前記圧電たわみ素子を位置調整す
る目的で調節可能である形式のものに関する。
【0002】
【従来の技術】このような形式の信号変換器は、たとえ
ば欧州特許第191011号明細書に基づき公知であ
る。この公知の信号変換器では、圧電たわみ素子が、発
生器ケーシングに固定されたリンクばねによって、支持
支承部に押圧されて、かつばねプレロードをかけられて
たとえば通気座部に接触した状態に保持されている。こ
の圧電たわみ素子に電圧が印加されると、直ちにこの圧
電たわみ素子は通気座部から持ち上がって、排気座部を
閉鎖する。したがって、排気座部によって排気されてい
た信号変換器の信号出力側が通気座部に接続されるの
で、通気座部によって供給された圧力媒体が信号出力側
にニューマチック圧力信号として生じる。圧電たわみ素
子に印加される電圧が遮断されるか、または転極される
と、直ちに圧電たわみ素子は出発位置に戻り、この場
合、信号出力側は再び排気される。このようなエレクト
ロニューマチック式の信号変換器は所要電力が小さい点
ですぐれていて、著しいエネルギ消費なく作動する。し
たがって、このような信号変換器は、ニューマチック回
路やニューマチック装置を電気的に操作するための汎用
の電磁弁の代わりに有利に使用され得る。
【0003】支持支承部における圧電たわみ素子の3点
支持は、制御したい両座部の間における圧電たわみ素子
の位置の初期位置調整を可能にする。制御したい座部の
軸方向移動による調節の他に、このような初期位置調整
を特に3つの支持支承部のうちの少なくとも1つの支持
支承部の調節によっても行なうことができる。この場
合、ニューマチック出力信号に対する作用を容易に観察
することができる。
【0004】上記の公知の信号変換器の組立て時におい
ては通常、圧電たわみ素子が少なくとも短時間、機械的
に曲げられてしまうことを回避することができない。こ
のような曲げはいわゆる機械的な緩和に基づき(このこ
とは特に圧電セラミックスの公知の特性である)、機械
的な負荷軽減直後に部分的にしか戻らない。圧電たわみ
素子の負荷軽減が支持支承部の位置調整によって行なわ
れ、その後にこの支持支承部自体が有利には接着によっ
て位置固定されるので、この初期位置調整後でも機械的
な緩和がさらに行なわれるおそれがある。このように反
応する信号変換器は組立て後もしくは位置調整後から数
時間経過すると、圧電たわみ素子位置の使用可能な、位
置調整された範囲からドリフトしてしまう。その結果、
既に永久固定された(特に接着された)、調節可能な支
持支承部に基づき、信号変換器全体を廃棄物として扱わ
なければならなくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の信号変換器を改良して、前記欠点が回避
され、特に初期位置調整後に引き続き生じる圧電たわみ
素子の機械的緩和もしくはあとからでしか気が付かない
位置調整誤差によって、生産廃棄量が高められないよう
な信号変換器を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の構成では、調節可能な支持支承部が、同心的
な挿入スリーブ内に配置された、軸方向で該挿入スリー
ブに対して移動調節可能な支持ピンを有しており、前記
挿入スリーブの、別の支持支承部に対する相対的な位置
が、位置調整後に固定されているようにした。
【0007】
【発明の効果】本発明によれば、調節可能な支持支承部
が、主として2つの部分に分割されて製作されている。
同心的な挿入スリーブとして構成された外側の第1の部
分は、よく知られているように初期位置調整時もしくは
初期位置調整の終了後にケーシングもしくは別の支持支
承部に対して相対的に、たとえば接着、プレス嵌めまた
はこれに類するものによって位置固定され得る。支持ピ
ンとして構成された第2の部分は、初期位置調整後もし
くは第1の部分の位置固定後でも軸方向において挿入ス
リーブに対して移動調節可能である。これによって、信
号変換器の初期位置調整後でも、たとえば引き続き生じ
る機械的緩和を補償するために補正が可能となる。支持
ピン自体は極めて小さな移動調節距離しか必要としな
い。なぜならば、初期位置調整後に生じる圧電たわみ素
子の位置誤差は通常、比較的小さなものであるからであ
る。挿入スリーブに対して相対的な、前記移動調節可能
な支持ピンのための付加的な位置固定装置を設けたくな
い場合には、支持ピンはもちろん挿入スリーブ内で比較
的運動し難くなっていればよい。これによって、不本意
なずれは排除される。
【0008】本発明の有利な構成では、位置調整の目的
で調節可能な支持支承部が、圧電たわみ素子のための電
気的なコンタクトとしても構成されており、前記移動調
節可能な支持ピンが、直接にコンタクトピンとして働く
ようになっている。このことは、信号変換器の単純な構
成を可能にする。なぜならば、いずれにせよ支持ピンも
コンタクトピンも、圧電たわみ素子の表面と直接に接触
するか、もしくはこの場所に設けられた電極と直接に接
触するからである。
【0009】本発明の別の有利な構成では、前記支持ピ
ンが、前記挿入スリーブと協働する、小さなピッチを有
するねじ山を有している。このことは、正確な調節可能
性を確保すると同時に、協働するねじ山の寸法設定によ
りずれを起こし難くしている。
【0010】しかし本発明のさらに別の有利な構成で
は、前記支持ピンが、斜めに面取りされた前端部を有し
ており、該前端部が、前記支持ピンに対して偏心的に圧
電たわみ素子に突設された対応受けに接触している。こ
れによっても、挿入スリーブに対して相対的に支持ピン
をあとから精密かつ簡単に移動調節することが可能にな
る。
【0011】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面につき詳しく
説明する。
【0012】図1、図2および図3に示したエレクトロ
ニューマチック式の信号変換器は発生器ケーシング1を
有している。この発生器ケーシングは密に閉鎖された室
2を形成しており、この室には、圧電たわみ素子3が配
置されている。室2からは、信号出力側4が導出されて
いる。さらに、発生器ケーシング1に設けられた、互い
に整合した孔には、通気座部5と排気座部6とが挿入さ
れている。圧電たわみ素子3はリンクばね7によって室
2内に保持されて、案内されている。圧電たわみ素子は
通気座部5と排気座部6とを制御する。圧電たわみ素子
3に電圧を供給するためには、コンタクトピン8,9が
発生器ケーシング1に挿入されている。
【0013】発生器ケーシング1は内実な2つのプレー
ト10,11から成っており、これらのプレートは剛性
的で、有利には電気絶縁性の材料、たとえばセラミック
スまたはガラスから成っている。室2はプレート10,
11に設けられた平らな切欠き12,13から形成され
ている。特に図1および図3から認められるように、プ
レート10,11に設けられた切欠き12,13は圧電
たわみ素子3と、所属のリンクばね7とを密に取り囲ん
でいるので、所要の運動遊びと、製作誤差のために必要
となる過剰寸法とが残っているに過ぎない。切欠き1
2,13の周囲では、両プレート10,11が空気密に
重なり合って位置しており、この場合、両プレートは互
いに接着されていると有利である。
【0014】圧電たわみ素子3は室2内で主として3つ
の支持支承部に支持されている。これらの支持支承部は
互いに間隔をおいて設けられている。一方の支持支承部
14は、この実施例ではコンタクトピン8としても構成
された支持ピンの下端部によって形成されている。この
支持ピンは発生器ケーシング1のプレート11に設けら
れた孔に挿入スリーブ15と共に挿入されている。それ
に対して、他方の支持支承部は傾動支承部16として構
成されている。この傾動支承部はプレート11から突起
状に室2内に突出している。図2には、両傾動支承部1
6が破線で示されている。
【0015】図2の平面図に示されているリンクばね7
は、圧電たわみ素子3を支持支承部14,16に押圧す
る役目を持っている。前記リンクばねは、半球形のエン
ボス加工部によって形成されている点状の支持個所17
で、圧電たわみ素子3の、軸方向で見て支持支承部1
4,16の間に位置する範囲に作用している。図2から
判るように、支持個所17は舌片18に設けられてお
り、この舌片は側方の切込み19によって形成されてい
る。リンクばね7は発生器ケーシング1にラグ20によ
って固定されている。このラグは側方で圧電たわみ素子
3を越えて突出していて、発生器ケーシング1の両プレ
ート10,11の間に締付け固定されている。センタリ
ングするためには、発生器ケーシング1に固定されたコ
ンタクトピン9が、ラグ20に設けられた孔に係合す
る。これによって、リンクばね7を介しての圧電たわみ
素子3に対する電圧供給も行なわれる。両ラグ20の間
でリンクばね7に対して横方向で延びるエンボス加工部
21は、補強部を形成している。同じ目的のためにも、
また付加的なセンタリングのためにも、リンクばね7
の、曲げられた縁部22が役立つ。この縁部は発生器ケ
ーシング1のプレート10に設けられた溝23に突入す
る。舌片18の範囲では、リンクばね7が、同じく側方
に突出した保持ラグ24を有しており、この保持ラグは
圧電たわみ素子3を巡って曲げられていて、この圧電た
わみ素子を固持している。
【0016】図面から明らかであるように、圧電たわみ
素子3はリンクばね7によって発生器ケーシング1に確
実に固定されて、正確に案内されている。このリンクば
ねは圧電たわみ素子3を支持支承部14,16に押圧す
る。両支持支承部は、圧電たわみ素子3の端部が通気座
部5に圧着されて、この通気座部を密に閉鎖するように
互いに位置決めされている。図1に示した位置におい
て、信号出力側4は室2を介して排気座部6に接続して
いて、これによって減圧されている。コンタクトピン
8,9を介して電圧が供給されると、圧電たわみ素子3
がたわんで、この場合、圧電たわみ素子は通気座部5か
ら持ち上がって、排気座部6を閉鎖する。通気座部5に
よって供給された圧力媒体は室2に流入して、さらにこ
の室から信号出力側4に到達し、これによって、供給さ
れた電気信号はニューマチック圧力信号に変換される。
電圧供給が中断されると、直ちに圧電たわみ素子3が出
発位置に戻り、この場合、信号出力側4は再び減圧され
る。
【0017】圧電たわみ素子3が発生器ケーシング1の
プレート11に、つまり支持支承部14,16に3点支
持されていることに基づき、通気座部5と排気座部6と
の間における圧電たわみ素子3の位置の正確な調節が可
能になる。初期調節もしくは初期位置調整は、通気座部
5と排気座部6との軸方向移動調節や、下端部に支持支
承部14を備えた支持兼コンタクトピン8を含めた挿入
スリーブ15の軸方向移動調節によっても可能となる。
両座部5,6に対する圧電たわみ素子の正確な相対位置
をこのように初期調節した後に、挿入スリーブ15は発
生器ケーシング1に対して相対的に位置固定され、この
ためには、たとえば孔における挿入スリーブの接着を行
なうことができる。
【0018】このような初期位置調整後でも、つまり発
生器ケーシング1に対する挿入スリーブ15の相対的な
位置を最終的に規定した後でも、必要に応じてこの位置
調整をあとから補正できるようにするためには、コンタ
クトピン8が、挿入スリーブ15と協働する、小さなピ
ッチを有するねじ山25を介して、挿入スリーブ15に
対する回転動作により軸方向において調節可能である。
これによって、支持支承部14はあとからでも調節可能
となるか、もしくは後位置調整可能となる。したがっ
て、圧電たわみ素子3の小さな変位にもかかわらず、あ
とからでも信号変換器の正確な位置調整が可能になる。
【0019】図示の3つの支持支承部の配置、つまり電
気的な接触接続のためにも役立つ支持支承部が初期調節
可能であり、しかもあとからでも調節可能であるような
配置は別として、当然ながら複数の支持支承部を設ける
こともできる。この場合、これらの支持支承部のうち、
同じく複数の支持支承部が初期調節可能であってかつ/
またはあとから調節可能であり、しかも電気的な接触接
続とは無関係に調節可能であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による信号変換器を、図2のI−I線に
沿って断面した軸方向断面図である。
【図2】図1のII−II線に沿って断面した横断面図
である。
【図3】図2のIII−III線に沿った軸方向断面図
である。
【符号の説明】
1 発生器ケーシング、 2 室、 3 圧電たわみ素
子、 4 信号出力側、 5 通気座部、 6 排気座
部、 7 リンクばね、 8,9 コンタクトピン、
10,11 プレート、 12,13 切欠き、 14
支持支承部、15 挿入スリーブ、 16 傾動支承
部、 17 支持個所、 18 舌片、 19 切込
み、 20 ラグ、 21 エンボス加工部、 22
縁部、23 溝、 24 保持ラグ、 25 ねじ山

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エレクトロニューマチック式の信号変換
    器であって、圧電たわみ素子が設けられていて、該圧電
    たわみ素子が、弾性的にプレロードをかけられて少なく
    とも3つの支持支承部に接触しており、該支持支承部の
    うち少なくとも1つが、制御したい座部に対して相対的
    に前記圧電たわみ素子を位置調整する目的で調節可能で
    ある形式のものにおいて、調節可能な支持支承部(1
    4)が、同心的な挿入スリーブ(15)内に配置され
    た、軸方向で該挿入スリーブ(15)に対して移動調節
    可能な支持ピン(8)を有しており、前記挿入スリーブ
    の、別の支持支承部(16)に対する相対的な位置が、
    位置調整後に固定されていることを特徴とする、エレク
    トロニューマチック式の信号変換器。
  2. 【請求項2】 位置調整の目的で調節可能な支持支承部
    が、圧電たわみ素子のための電気的なコンタクトとして
    も構成されており、前記移動調節可能な支持ピン(8)
    が、直接にコンタクトピンとして働くようになってい
    る、請求項1記載のエレクトロニューマチック式の信号
    変換器。
  3. 【請求項3】 前記支持ピン(8)が、前記挿入スリー
    ブ(15)と協働する、小さなピッチを有するねじ山
    (25)を有している、請求項1または2記載のエレク
    トロニューマチック式の信号変換器。
  4. 【請求項4】 前記支持ピンが、斜めに面取りされた前
    端部を有しており、該前端部が、前記支持ピンに対して
    偏心的に圧電たわみ素子に突設された対応受けに接触し
    ている、請求項1から3までのいずれか1項記載のエレ
    クトロニューマチック式の信号変換器。
JP7366793A 1992-04-03 1993-03-31 エレクトロニューマチック式の信号変換器 Pending JPH0620553A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT70492A AT398331B (de) 1992-04-03 1992-04-03 Elektro-pneumatischer signalwandler
AT704/92 1992-04-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0620553A true JPH0620553A (ja) 1994-01-28

Family

ID=3497609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7366793A Pending JPH0620553A (ja) 1992-04-03 1993-03-31 エレクトロニューマチック式の信号変換器

Country Status (6)

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EP (1) EP0565510B1 (ja)
JP (1) JPH0620553A (ja)
AT (1) AT398331B (ja)
CA (1) CA2093257C (ja)
DE (1) DE59305506D1 (ja)
ES (1) ES2098021T3 (ja)

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