JPS63263506A - 電空式位置調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は請求項１の上位概念に記載の電空式位置調整装
置に関する。

この種の電空式位置制御装置は、調整子またはサーゼモ
ータとも称される空気式調整器の調整ストロークを、電
気入力信号に比例して即ち電流に比例して制御する。こ
の調整器は例えば、調整ストロークに応じて弁を調整し
この弁により圧力、流量、温度またはその他の量を制御
できるようにするために、用いられる。

公知の電空式調整装置は圧力装置中で、電気式測定変換
器に関しては、負帰還結合形式の直流電圧増幅器ならび
に電流−圧力変換器を有する。この電流−圧力変換器は
調整器を作動するための圧搾空気装置の調整圧力を制御
する（Ｗ、　０ｐｐｅｌｔ、　Ｋｌｅｉｎｅｓ　Ｈａｎ
ｄｂｕｃｈ　ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅｒＲｅｇｅｌｖｏｒ
ｇｉｎｇｅ　１９７２．３５４頁、　２８．１９図ル詳
細にはこの公知の電流−圧力変換器はプランジャコイル
装置により構成されており、この場合、プランジャコイ
ルが位置固定の永久磁石に対向して、水平ビームを用い
て可動に支承されている。この水平ビームの一端は圧搾
空気ノズルに対向するディフレクタ板として構成されて
おり、この空気ノズルは圧搾空気装置の絞り弁を介して
圧搾空気が供給される。この絞り弁の上流の空気圧力は
電流に応じてプランジャコイル装置により形成される力
により調整され、この力がディフレクタ板と空気ノズル
との間の間隔に影響を与える。圧搾空気の圧力に応じて
ストロークの変位が、圧搾空気装置中に設けられている
空気式調整器により行なわれる。ストロークは、この調
整器のスピンＰルに係合するばねを用いて水平ビームへ
抵抗力として伝達される。プランジャコイル装置、水平
ビーム、ノズル−ディフレクタ板装置ならびに、調整器
のストローク出力側からのばねを介しての位置応答装置
が、電空式追従装置を構成する。この追従装置により、
調整ストロークがプランジャ装置へ供給される電流に比
例すべきようにされる。この電空式調整装置の場合、震
動に敏感な部材を即ちノズル−ディフレクタ板装置を有
する電流−圧力変換器を調整器へ直接取り付けて組み立
てなければならない欠点を有する。この取り付けにより
障害量が、即ち調整器から生ずるかまたはこの調整器に
より伝達される機械的な衝撃および揺動がノズルディフ
レクタ板装置へ入力結合されることがある。−さらに追
従装置は、調整装置の調整ストロークへは簡単には適合
調整されない、何故ならば調整ストロークはカとじて水
平ビームへ伝達されるからである。適合調整させるため
には、前もって定められた調整ストロークに応じて、種
々異なるばねをまたは複雑な調整手段を設けなければな
らなくなる。

そのため本発明の課題は冒頭に述べた電空式位置調整装
置を、この調整装置が複雑な手段を用いることなく調整
器の震動および振動の影響を受けないように設けられる
ようにし、さらに簡単に調整器のストロークに簡単に適
合調整できるように、構成することである。

この課題は冒頭に述べた電空式位置調整装置を、請求項
１の特徴部分に示したように構成することにより、解決
されている。

この解決手段の基本思想は、位置の応答を調整器から直
接的に力として電流−圧力変換器へ通報するのではなく
、調整ストロークを、まず最初に調整器のストローク出
力側に設けられている電気変位発信器により電気信号に
変換し、次にこの電気信号を適切に電気的に処理して例
えば増幅して調整ストロークに適合調整できるようにし
、次に再び電流−圧力変換器において調整信号に類似す
るかつ逆方向に作用する力に変換し、この変換の場合、
電流圧力変換器へ供のため電流−圧力変換器は調整器か
ら機械的に完全に減結合することができる。電気変位発
信器は、次のように構成できる。即ち電気的変位発信器
が例えば調整器のスピンドルにおいて取り出される調整
ストロークだけを電気的な応答信号に変換し、しかも調
整器全体を揺動させる障害となる振動および衝撃は変換
しないように構成できる。さらに電流−圧力変換器を調
整器から離して取り付けたことにより、この変換器はほ
とんど不利な負荷のかからない場所に簡単に配置できる
。そのため電流−圧力変換器の一信頼　。

層高い作動の１１％性か、この場所からの隔離のための
電流−圧力変換器の高価なカプセル化構成を用いること
なく設定される。

電空式位置調整装置の、障害作用に対する感度低減化は
、さらに請求項２による電流−圧力変換装置の構成によ
り支持される。この種の電流圧力変換器においてコイル
およびその軟鉄コアは位置固定的に配置することができ
る。永久磁石としては著しく小さい磁石で十分である。

そのためこの磁石はわずかな可動の質量しか有しないた
め、はとんど慣性なく動作する。質量がわずかであるた
め、外部からの励磁の場合にこの質量に起因する障害と
なる力がほとんど発生させなくする°ことができる。構
成のための著しくわずかなコストと共に、著しく高い堅
牢性が得られる。さらにこの電流−圧力変換器は、電流
をカへ変換する場合に著しく良好な直線性により特徴づ
けられる。

電流−圧力変換器へ供給されるべき、電気変位発信器か
ら発信される応答信号を処理するために、請求項３に示
した次のような増幅器を設けると好適である。即ち電空
式位置調整器の比例領域に対してならびに調整器のスト
ロークへの適合調整のための調整素子を有する増幅器を
設けると好適である。

この調整素子は詳細には請求項４に示されているように
構成して設けると好適である。両方の調整素子は電子増
幅器ないし増幅段により相互に減結合される。そのため
両方の調整素子が相互に影響し合うことがない。電子増
幅器はさらに電気変位発信器の、入力側へのすなわち電
流圧力変換器のコイルへの適合調整を可能にする。電空
式位置調整装置を請求項６に示した様に構成することが
できる。この構成の場合、電子増幅器および電気変位発
信器は付加的な電気補助エネルギを必要としない。必要
とされる電圧供給は、所定の電圧を下回わらないように
されている入力信号から導出されるからである。

電流供給は電流−圧力変換器の、調整信号の供給される
コイルの入力回路におけるツェナダイオ−Ｐから取り出
される。第１コイルから直流的に絶縁されている第２コ
イルには電子増幅器の出力電流が応答信号に応じて供給
される。そのため調整信号の電流と応答信号に応じた電
子増幅器の出力電流とは、直流的に十分に相互に減結合
されている。電子増幅器の出力電流は電流−圧力変換器
にノズル−ディフレクタ板装置を変位させる力を形成し
、この力が入力信号またはこれに応じた電流により生ぜ
させられる、ノズル−ディフレクタ板装置の変位を妨げ
るように作用する。そのため電流−圧力変換器において
、この力は、調整器のストローク出力側から直接的に例
えばばねにより形成されないにもかかわらず、力の補償
が行なわれる。

実施例の説明 次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。

電空式ポジショナ−である電空式位置調整装置の実質的
な構成部分は、２つのコイル１１および１２の設けられ
た軟鉄コア１ｏを有する電流圧力変換器である。軟鉄コ
ア１ｏは、磁極脚１３．１４の間に空隙１５を有する。

この空隙の直前に保持力の大きい材料から成る永久磁石
１６が水平ビーム１７に取り付けられておりさらにこの
水平ビームと共に旋回可能である。水平ビームの、永久
磁石の取り付けられた端部と反対側の端部に、この端部
と間隔をおいて空気ノズル１δが設けられている。空気
ノズルの排気開口はこの端部において、図示されていな
いデフレクタ板に対向している。空気ノズルは図示され
ていない絞りを介して給気管１９がら空気を供給される
。空気増幅器２０において、空気ノズル１８へ導びかれ
る管２１に、空気増幅器のエレメントを接続することが
できる。増幅器１　　　　エレメントの出力側から管２
２が空気式調整器２３へ、この調整器に調整圧力ＰＳｔ
を作用させるために、導びかれる。この調整圧力は水平
ビームの位置に即ち空気ノズル１８からのディフレクタ
板の位置に依存する。

電流圧力変換器のコイル１１は端子２４，２９を介して
、調整信号としての電流が加えられる。この場合、最小
電圧が端子２４および２５に加えられこの最小電圧から
、電子増幅器５の作動電圧ならびに位置応答用ポテンシ
ョメーク３１の作動電圧が導出される。これらの作動電
圧は線路２８，２９．３０を介して導びかれる。

調整器２３に位置応答用に設けられているポテンショメ
ータの摺動子は調整器のスピンドル３２により、この位
置調整装置のストロークに応じて変位される。そのため
電気応答信号を送出する摺動子は、電子増幅器５におけ
る直流電圧増幅エレメント１の応答信号入力側３と接続
されている。この直流電圧増幅エレメントは、電圧また
はｄイアスミ圧の供給される端子缶。

７．８を有する。これらの端子は線路２９，２８と直接
接続されているか、または前置抵抗３３を介して線路２
９と接続されている。直流電圧増幅エレメントの出力側
６は結合抵抗３４を介してトランジスタ３５のペースと
接続されている。このトランジスタのコレクタはポテン
ショメータ３６およびコイル１２と接続されている。増
幅された応答信号の供給されるコイル１２は、トランジ
スタ３５のコレクタと接続されている。ポテンショメー
タ３６は位置調整器の比例領域の設定調整のために用い
られる。トランジスタ３５のエミッタは可調整の負帰還
抵抗を介して電圧供給用の別の線路２８と接続されてい
る。さらにエミッタは直流電圧増幅エレメント１の負帰
還入力側２へ負帰還接続されている。負帰還抵抗９は、
位置調整装置を空気式調整器２３０ストロークへ適合調
整させるために用いられる。負帰還接続抵抗が小さい値
へ調整されるほど、負帰還結合作用はそれだけ低減され
る、何故ならばトランジスタ３５のエミッタ電位が線路
２８における電位の大きい値に固定されるからである。

電空位置調整装置は、コイル１１を流れる調整信号の電
流により永久磁石１６に対して力が作用されるように、
動作する。この方は、水平ビーム１７からすなわちディ
フレクタ板から空気ノズル１８への間隔を変化させて、
空気増幅器に調整信号を増加または減少させるように、
制御する。それに応じて調整圧力ＰＳｔは、調整器２３
のスピンドル３２における相応のストロークへ変換され
る値を有するようになる。端子２４および２５における
調整・信号とスピンドル３２のストロークとの間には、
電流圧力変換器が直線的に動作する時でも、最初は必ず
しも直線的な関係が成り立つわけではない。このことは
例えば調整器の特性曲腺により定められる。

しかし他方、電流圧力変換器の増幅度が高いため、位置
応答装置が作動していない時は、調整信号の変化が小さ
い場合でも、調整圧力の大きい変化を即ちストロークの
大きい変化を生ぜさせることを考慮する必要がある。空
気増幅器２０を完全に導通制御するためには、例えば直
流位置信号の１％で十分である。

調整信号とストロークとの間の所望の関係を形成するた
めに、位置応答装置は次のように動作を行なう： ポテンショメータ３１はストロークに比例する電圧を発
生し、この電圧により直流電圧増幅エレメント１が即ち
入力側３が付勢される。増幅エレメント１により増幅さ
れた電圧はトランジスタ３５を介してかつ負帰還抵抗９
の調整に応じて、補償用の出力電流をコイル１２に流す
ように駆動する。この場合この補償用の出力電流の大き
さはポテンショメータ３６の設定に依存する。そのため
このポテンショメータにより、位置調整装置全体の合成
された比例領域は例えば１％から５％の間に設定するこ
とができる。

出力電流による補償は次のように作用する、即ち出力電
流により軟鉄コア１０および空隙１５の中に誘起される
磁束が、調整信号によりコイル１上の中に発生される磁
束を妨げるように作用する。それに応じて、出力電流に
より永久磁石に対して作用される力も、冒頭で述べた水
平ビームの変位を生ぜさせた力を妨げるように作用する
。その結果、空気ノズル１６とディフレクタ板との間隔
が即ち水平ビーム１７との間隔が次のように調整される
、即ちスピンドル３２のストロークが、位置調整装置の
設定された比例領域において、位置調整装置の増幅器の
１つを過制御することなく、端子２４．２５における調
整信号に精確に比例するように調整される。

しかし付言すべきことは、調整信号とストロークとの間
の比例関係ではな（、次の場合は調整信号とストローク
との間の高い精度を有する別の特性曲線関係を前もって
定めることもできる。

即ち電気変位発信器例えばポテンショメータと電子増幅
器３０とを有する位置応答装置を相応に変形する時は、
別の特性曲線関係を前もって定めることもできる。

発明の効果 本発明により、震動および振動の影響を受けない、かつ
ストローク調整器への適合調整が簡単に行なえる電空式
位置調整装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

図面は電空式位置調整装置の本発明による実施例を示す
。 ５・・・電子増幅器、９・・・負帰還抵抗、１０・・・
軟鉄コア、１１．１２・・・コイル、１３．１４・・・
磁極膜、１５・・・空隙、１６・・・永久磁石、１７・
・・水平ビーム、１８・・・空気ノズル、１９・・・給
気管、２０・・・空気増幅器、２３・・・空気式調整器
、３１・・・位置応答用ポテンショメータ、３２・・・
スピンドル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電流−圧力変換器を備えた電空式位置調整装置であ
   って、この場合この電流−圧力変換器は電気入力側とし
   て少くとも一つの、電流（調整信号）の供給されるコイ
   ルならびに永久磁石を有し、該永久磁石の相対位置は圧
   搾空気装置のノズル−ディフレクタ板装置を調整する電
   流に依存して変化されるようにし、前記電空式位置調整
   装置は該ノズル−ディフレクタ板装置と接続されている
   、ストローク出力側を有する空気式調整器に対して用い
   られるようにし、さらに変位発信器の変位出力側と電流
   −圧力変換器との間に位置応答装置を備えている電空式
   位置調整装置において、位置応答装置として電気変位発
   信器（ポテンショメータ３１）を調整器（２３）のスト
   ローク出力側（スピンドル３２）と接続し、該位置応答
   装置の応答信号を電流−圧力変換器の電気入力側（コイ
   ル１１、１２）へ帰還するようにしたことを特徴とする
   電空式位置調整装置。 ２、電流−圧力変換器を、２つの磁極脚（１３、１４）
   の間で空隙（１５）を介して閉じている、コイル（１１
   ）を有する位置固定の軟鉄コア（１０）と、両方の磁極
   脚（１３、１４）の吸引領域中に可動に設けられる永久
   磁石（１６）とから構成した請求項１記載の電空式位置
   調整装置。 ３、電気変位発信器（ポテンショメータ３１）と電流−
   圧力変換器の電気入力側（コイル１２）との間に電子増
   幅器（５）を設け、該電子増幅器が、位置調整装置の比
   例領域に対するならびに空気式調整器（２３）のストロ
   ークへ適合調整するための調整エレメント（３６、９）
   を有するようにした請求項１記載の電空式位置調整装置
   。 ４、比例領域を調整するために電流−圧力変換器の入力
   側（コイル１２）をポテンショメータ（３６）を介して
   増幅器出力側と接続し、さらにストロークへ適合調整さ
   せるために可調整の負帰還抵抗（９）を用いるようにし
   た請求項３記載の電空式位置調整装置。 ５、ポテンショメータ（３１）を電気変位発信器である
   ようにした請求項１から４までのいずれか１項記載の電
   空式位置調整装置。 ６、電流−圧力変換器の軟鉄コア（１０）が第２コイル
   （１２）を有するようにし、この場合この第２コイルを
   第１コイル（１１）から直流的に絶縁するようにしかつ
   電子増幅器（５）の出力側から給電するようにし、さら
   に電子増幅器（５）およびポテンショメータ（３１）へ
   の電圧供給を、第１コイル（１１）へ給電される電流（
   調整信号）からツェナダイオード（２６、２７）を介し
   て行なうようにした請求項５記載の電空式位置調整装置
   。