DE1665788B2

DE1665788B2 - Druckempfindliche schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE1665788B2
Application number: DE19661665788
Authority: DE
Inventors: Evans Wilbur Rockford 111. Erikson (V.StA.)
Original assignee: Sundstrand Corp
Current assignee: Sundstrand Corp
Priority date: 1965-11-26
Filing date: 1966-10-20
Publication date: 1973-07-26
Also published as: GB1147012A; US3350523A; DE1665788A1; DE1665788C3

Description

3 ' 4

ρ i 2. 2 einen Längsschnitt durch die druckempfind- Die Vorrichtung von veränderlicher Induktivität

lche Schaltungsanordnung nach F i g. 1. jedoch um 16 wird durch eine Wicklung 40 und einen im wesent-

JO= eedreht. üchen U-förmigen geschichteten magnetisch durch-

F fs. 3 einen Querschnitt nach der Linie 3-3 der lässigen Teil 34 gebildet. Der Teil 34 sitzt mit enger

f j 2 Ϊ mit der Ankeranordnung. ö Passung in einer Mittelöffnung in der Wicklung 40

Fi o. 4 einen Querschnitt im wesentlichen nach und weist Schenkeiteile 42 und 43 auf, deren Enden

ier Linie 4-4 in F i g. 2 mit einem Teil der bewegli- 44 einen Teil des Luftspalts 22 begrenzen.

Chen Ankeranordnung und ~ Der Anker 19 besitzt einen im wesentlichen U-

F '. ä. 5 eine schematische Darstellung eines Steuer- iörmisen Kern 50. der aus geschichteten ferromagne-

Ireisei. der bei der druckempfindlichen Schaltungs- io tischen Platten ähnlich dem Kern 34 hergestellt wer-

»nordnung verwendet wird. ~ den kann. Ein im wesentlichen ü-förmiges Halteele-

Oie ir. de.u Zeichnungen und insbesondere in ment 52 urnsibt den geschichieten Kern und ist an

fi₂. 1 und 2 dargestellte druckempiindliche Schal- diesem befestigt. Der Anker 19 umgibt einen Schaft

lunasanordnung 10~ besitzt einen im wesentlicher. 54. der sich durch das Halteelement und den Anker

zylindrischen Gehäuseteil 11 und einen Verschluß 12, 15 50 erstreckt. Der Schaft 54 trägt einen Dauermagnc-

ijer in das eine Ende des zylindrischen Gehäuseteils ten 56. Der Kern 50. das Halteelement 52_ und der

11 eingesetzt werden kann. Die Schaltungsanordnung Dauermagnet 56 werden auf dem Schaft 54 durch

10 ist in ein Gehäuse 13 einsetzbar, das in F i g. Ϊ einen erweiterten Teil 57 am vorderen Ende des

nur teilweise gezeigt ist und das einen Teil des Gc- Schafts 54 gehalten, der dazu_ dient, den Dauerma-

häuses eines Antriebs mit unveränderlicher Drehzahl 5° gneten 56 gegen eine Schulter 58 am Schaft 54 zu be-

bilriet. Das Gehäuse 13 weist einen Aa.-alz 14 auf. lit-MUi. In seinem Mittelteil besitzt der Gehäuseteil 11

Eine Spule 16 ist im Gehäuseteil 11 befestigt und eine Trennwand 60 mit einem im wesentlichen recht-

mit einer Wechselstromquelle durch Leitungen 18 eckigen Schlitz 61 zur gleitenden Aufnahme des HaI- \erbunden. Ein Anker 19 ist mit einem Kolben 70 teelements 52.

einer Betätigungsanordnung 20 verbunden, welcher 25 Die Betätigungsanordnung 20 dient dazu, den geauf das Druckmittel in einer Kammer 21 anspricht. schichteten Kern 50 aus seiner in F 1 g. 1 und 2 gedie \en dem Ansatz 14 gebildet wird, um den Anker zeigten Stellung, die als erste Stellung bezeichnet wird. 19 in eine von seinen bistabilen Stellungen zur Ver- in eine Stellung zu bewegen, in der er am geschichtcändcrunc des Scheinwiderstands der Spule 16 zu W- ten Kern 42 anliegt und die als zweite Stellung bewegen, wodurch entweder ein geringer Scheinwider- 30 zeichnet werden kann. Die Betätigungsanordnung-0 stand oder ein hoher Scheinwiderstand der Spule er- weist eine gestufte, im wesentlichen zylindrische KoI-Kuct wird. Die Kammer 21 ist mit der hydraulischen benführung 65 auf. die im rechten Ende des Gehausc-Stcueruns innerhalb des Antriebsgehäuses h\drau- teils 11 sitzt und durch einen Ring 67 in diesem gelisch \erbunden. so daß das hydraulische Druckmittel halten wird. Eine Mittelbohrung 68 in der Kolbender Kammer 21 zugeführt wird. 35 führung 65 dient zur gleitenden Aufnahme des Kolbens Wenn ein Druck oberhalb eines bestimmten Wer- 70, der an seinem einen Ende mit einem erweitertcn tes in der Kammer 21 besteht, beweet sich der KoI- Kopfteil 71 ausgebildet ist. In der rechten Endstellung ben 70 nach links, wodurch der bewegliche Anker 19 des Kolbens 70 liegt der Kopfteil 71 an einer r.ngebenfalls nach links bewegt wird, so daß der Luft- förmigcn Gehäuseschulter 72 ^an· spalt 22 geschlossen und der Scheinwiderstand der 40 Das rechte Ende des Kolbens 70 ist dem uruckspule 16 "auf einen verhältnismäßig: hohen Wert er- mittel in der Kammer 21 ausgesetzt. Eine geschlossehoht wird. Wenn andererseits der Druck in der Kam- ne Axialhohrung 75 ist mittig im Kolben 70 zur Autrner 21 unterhalb des bestimmten Wertes fällt, bewegt nähme des verlängerten Endes des Schafts 54 voru.-sic'i der Kolben 70 unter der Wirkung einer Schrau- sehen.

benfeder 90 nach rechts, wodurch der Anker 19 von 45 Zwischen dem Kolben 70 und dem Anker IV ist der Spule wegbewegt, und ein verhältnismäßig gro- eine Totgangverbindung 76 vorgesehen um die aut ßer Luftspalt 22 erzeugt wird, der den Scheinwider- den Anker durch das Betätigungsorgan 20 ausgeübte stand in der Spule 16 erniedrigt und damit einen zwei- Schließkraft anzupassen. Insbesondere weist die 1 otten stabilen Zustand schafft." gangverbindung 76 einen Stift 77 auf. der innerhalb

Der Gehäuseteil 11 weist vorstehende Nasen 25 50 der diametralen Bohrungen im Kopfteil 71 des Koizur Befestigung der Schaltungsanordnung in der ge- bens 70 befestigt ist und sich durch einen Langswünschtcn'Stellung im Gehäuse 13 auf. Der Vcr- schlitz 79 im Schaft 54 erstreckt Emc innerhalb der Schluß 12 des Gehäuseteils 11 wird von einer Mittel- Axialbohrung sitzende Druckfeder 80 belastet norbohrung 27 im Gehäuseteil 11 aufgenommen. Ein in malerweise den Schaft 54 vom Kolben 70 ™ch außen eine Mittclöffnune im Verschluß 12 eingesetzter l«=n- 55 zu einer Stellung, in welcher der Stilt 77 am reemcn lierstopfen hält die elektrischen Leitungen 18 in ihrer Ende des Schlitzes 79, wie in F 1 g. ^ gezeigt anliegt. Stellung Der Verschluß 12 weist gegabelte Vorsprün- wodurch ein weiteres Ausfahren des i>chattsS4 aus cc 29 und 30 auf. die am besteVaus F i g. 3 crsi-bt- der Axialbohrung 75 verhindert wird: wie sich aus lieh sind und die sich zu einer Schulter 32 in der dem Nachstehenden ergibt, dient die Feder 80 dazu Bohrung 27 erstrecken und an dieser anliegen. Die 60 die gewünschte Schließkraft zwischen dem Anker itcgabelten Vorsprünge 29 und 30 flankieren einen und dem feststehenden Kern 34 unabhängig \ on der magnetisch durchlässigen geschichteten Kern 34, der Kraft des auf den Kolben 70 wirkenden hydraul.-cin' Teil der Spulenkörper 16 bildet. Der Verschluß sehen Drucks zu erzeugen. . ..

12 wird im Gehäuseteil 11 durch einen Sprengring 36 Die Betätigungsanordnung,weist ferne cmcSchrau-

aehalten. der die Vorsprünge 29 und 30 gegen die «5 benfeder 90 auf welche sich g^c8^c,y'"^™^r*_h Schulter 32 hält. Um die Spule 16 mit Bezug auf den im Gehäuseteil 11 abstutzt, um den Kolben 70 nach Anker 19 fluchtend zu halten, sind Ausfluchtungs- rechts in scmc zurückgezogene ode erste Stellung stifte 38 vorgesehen. zu belasten. Die Feder 90 stutzt s.ch ferner gegen ein

im wesentlichen becherförmiges Fedcrsilzelemcnt 93 mit einem Flanschteil 94 ab. der einen Sitz für das eine Ende der Feder 90 bildet. Das Federsitzelement 93 weist eine Mittelöffnung 94 auf. welche den Schaft 54 frei aufnimmt. Die Feder 90 belastet daher den Kolben 70 in seine zurückgezogene Stellung durch das Federsitzclement 93. Die Feder 90 ist mit Bezug auf den Flächeninhalt der durch das Druckmittel belasteten Seite des Kolbens 70 so gewählt, daß bei einem bestimmten Druck, z. B. von 7 kg cm-, in der Kammer 21 der Kolben 70 entgegen der Kraft der Feder 90 nach links bewegt wird, wodurch der Spalt 22 geschlossen wird: fällt der Druck dann unter den bestimmten Wert ab. so belastet die Feder 90 den Kolben 70 nach rechts, wodurch der Spalt 22 geöffnet wird.

Das Fedcrsitzelcment 93 weist Vorspränge 95 auf, welche die Seiten des Ankcrhalteelements 52 flankieren und dazu dienen, die Bewegung des Kolbens 70 nach links zu begrenzen. Wenn sich der Kolben 70 nach links bewegt und das Halteelement 93 mitnimmt, kommen die Vorsprünge 95 am Ende einer Vertiefung 97 im Gehäuseteil 11 zur Anlage, wodurch eine weitere Bewegung des Kolbens 70 verhindert wird. Die Bewegungsbegrenzungen des Kolbens 70, die durch die Schulter 97 und die Gehäuseschulter 72 gebildet werden, sind so gewählt, daß der Kolben 70 sich aus seiner in F i g. 1 und 2 gezeigten Stellunc in seine zweite Stellung bewegt, in welcher die Vorsprünge 95 an der Schulter 97 nach einem größeren Weg zur Anlage kommen als notwendig ist. um eine Berührung zwischen dem Anker 50 und dem Kern 42 herbeizuführen. Daher führt der Kolben 70 eine größere Bewegung als der Anker 19 aus.

In den Gehäuseteilen Il bzw. 14 sind Ablaufkanäle 102 und 103 zum Ablauf von Leckflüssigkeit vorgesehen. Die aus dem Kanal 102 ablaufende Flüssigkeit strömt zu einem Flüssigkeitsbehälter innerhalb des Gehäuses 13. Zur Vermeidung des Leckens von Flüssigkeit aus der Kammer 21 dient eine Ringdichtung 105. Um das Lecken von Flüssigkeit aus dem Gehäuse 13 zwischen dem Gehäuseteil 11 und der Innenseite des Ansatzes 14 zu vermeiden, ist eine weiiere Ringdichtung 106 vorgesehen, die innerhalb einer geeigneten ringförmigen Ausnehmung im Umfang des Gehäuseteils 11 sitzt.

Der erwähnte Dauermagnet 56 dient dazu, im Druckmittel schwimmende magnetische Teilchen zu sammeln, welches am Koibea 70 vorbei aus der Kammer 21 leckt. Hierdurch wird verhindert, daß sich Fremdteilchen im Luftspalt 22 sammeln und den Betrieb des Schalters stören.

Wenn sich im Betrieb der Kammer 21 unterhalb eines bestimmten Wertes befindet, hält die vorgespannte Feder 90 den Kolben 70 und den Anker 19 in der in F i g. 1 und 2 gezeigten Stellung. Der hierbei bestehende große Luftspalt 22 im magnetischen Kreis hat zur Folge, daß der Spulenscheinwiderstand

ίο gering ist und ein beträchtlicher Strom durch einen Belastungswiderstand R_L fließt, wie im Steuerkreis in F i g. 5 dargestellt. Eine Regel- oder Anzeigevorrichtung 100 ist zum Belastungswiderstand R₁ parallelgeschaltet. Während dieses Betriebszus'.ands wird der Strom /,, weitgehend durch den Wert des Belastungswiderstands R_r bestimmt. Dieser Zustand Wann entweder als der »Ein«- oder der »Aus«-Zustand gewählt werden.

Wenn der Druck in der Kammer 21 den bestimmten Wert übersteigt, bewegt sich der Kolben 70 nach links entgegen der Belastungskraft der Druckfeder 90. Bevor die Vorsprünge 95 an der Schulter 97 im Gehäuseteil 11 zur Anlage kommen, kommt der Anker 50 an den Enden der Schenkel des Kern 34 in der feststehenden Spule 16 zur Anlage. Der auf den Kolben 70 wirkende hydraulische Druck hält jedoch an. wodurch die Betätigungsanordnung 20 nach links bewegt wird, bis die Vorsprünge 95 an der Schulter 97 zur Anlage kommen. Während dieser Bewegung verläßt der Stift 77 das rechte Ende des Längsschlitzes 79 im Schaft 54 und nimmt eine schwimmende Stellung in diesem ein. Wenn der Anker 50 am Kern 34 zur Anlage kommt, wird daher die Schließkraft zwischen diesen durch die Druckfeder 80 bestimmt, die gegen das hintere Ende des Schafts 54 wirkt, und kann in der gewünschten Weise gewählt werden. Der Scheinwiderstand der Spule 16 wird dann im Vergleich zu dem Belastungswiderstand R_L groß, da der Luftspalt 22 sehr klein ist und der Strom /, sehr klein wird, da er im wesentlichen durch den Blindwiderstand der Spule bestimmt wird. Der niedrige Wen des durch den Belastungswiderstand/?, fließenden Stroms verändert den bistabilen Zustand der Anzeige· oder Regelvorrichtung 100

Wenn der Druck in der Kammer 21 unter den bestimmten Wert abfällt, führt die Feder 90 das Betätigungsorgan in die erste zurückgezogene Stellung zurück, in welcher die Rückführung des Ankers zi der in F i g. 1 und 2 gezeigten Stellung stattfindet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Die Erfindung betrifft eine druckempfindliche

Patentansprüche: Schaltungsanordnung mit einer Spulenanordnung mit

veränderlicher Induktivität und einer druckempfind-

1. Druckempfindliche Schaltungsanordnung liehen Einrichtung zur Veränderung des Wertes der mit einer Spulenanordnung mit veränderlicher Tn- 5 Induktivität, welche mit einem magnetisch durchläsdukiivität und einer druckempfindlichen Einrich- sigen Anker verbunden ist, der gegenüber der Spulentung zur Veränderung des Wertes der Induktivi- anordnung beweglich ist, und der Anker unterhalb tat, welche mit einem magnetisch durchlässigen eines vorgegebenen Druckwerts gegenüber einem Kern Anker verbunden ist, der gegenüber der Spulen- der Spulenanordnung durch die Wirkung einer Feder anordnung beweglich ist. und der Anker unter- io in einem gewissen Abstand gehalten wird.

halb eines vorgegebenen Druckwerts gegenüber Derartige druckempfindliche Schaltungsanordnun-

einem Kern der Spulenanordnung durch die Wir- gen werden als Meßgeräte zur Druckmessung über kung einer Feder in einem gewissen Abstand ge- einen kontinuierlichen Meßbereich verwendet (Handhalten wird, dadurch gekennzeichnet, buch für elektrisches Messen mechanischer Größen, daß die druckempfindliche Einrichtung aus einem 15 1967, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf. Seite 539).
mit dem Anker (19) verbundenen Kolben (70) Druckempfindliche Schalter werden ferner für Anbesteht, welcher gegen die Wirkung einer Schrau- triebe von unveränderlicher Drehzahl in Flugzeugen benfeder (90) verschiebbar ist, um den Anker (19) verwendet, um anzuzeigen, wann der hydraulische mit dem Kern (34) bei einem vorgegebenen Druck Förderdruck für bestimmte hydraulische Steuerorgaim vve^entlichen in Anlage zu bringen, so daß der ₂o ne einen zulässigen hohen Wert erreicht hat, und t'er-Scheinwiderstand der Schaltungsanordnung bei ncr zur Anzeige, daß die Abtriebsdrehzahl sich in dem vorgegebenen Druckwert sich zwischen ei- einem zulässigen Bereich befindet, so daß der Annem hohen und einem niedrigen Wert ändert. trieb die gewünschte Leistung an die Welle eines mit

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1. ge- dem Antrieb gekuppelten Synchrongenerators abgibt, kennzeichnet durch eine Totgangverbindung (76), ₂₅ der die elektrische Energieversorgung für das Flugweiche den Kolben (70) und den Anker (19) ver- zeug bildet. Bisher bestanden die für diesen Zweck bindet und einen erweiterten Kolbenweg gestattet, verwendeten Schalter aus einem Schaltermechanismit einer Feder (80), welche den Anker (19) vom mus, der elektrische Wechselkontakte in bistabiler Kolben (70) wegdrückt und welche die am Anker Anordnung und einen hydraulisch betätigten Kolben (19) wirksame Schließkraft bestimmt. _3<J aufweist, der auf den hydraulischen Druck anspricht

S.SchaltungsanordnungnachAnspruchloderZ. und den Schaltermechanismus bei einem bestimmten

gekennzeichnet durch eine Einrichtung (56) zum Druck betätigt. Durch die Verwendung dieser Schal-

Sammeln von MetalHeilchen, die in dem aus der ter sind ernste Nachteile insofern aufgetreten, als sie

Druckkammer austretenden Fluid mitgeführt wer- in einigen Anwendungsfällen verhältnismäßig kurzdcn. ₃₅ lebig und unzuverlässig waren infolge des starken

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- durch die Kontakte fließenden Stroms und der Schwindurch gekennzeichnet, daß die Sammeleinrichtung gungen in der Umgebung, und da die Temperalurdurch einen Dauermagneten (56) gebildet ist, und Druckschwankungen zu einer verhältnismäßig der neben dem Kolben (70) und zwischen KoI- geringen Kontaktlebensdauer geführt haben.

ben (70) und Spulenanordnung (19) liegt. 40 Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu-

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2. 3 gründe, eine bistabile druckempfindliche Schaltungsoder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben anordnung zu schaffen, welche die vorangehend be-(70) einen erweiterten Kopfteil (71) aufweist, der schriebenen Nachteile der bisher bekannten druckin einer Kolbenstellung an einer Gehäuseschulter empfindlichen Schalter vermeidet, und welche als (72) anliegt, und daß der Kolben ferner eine ₄₅ kontaktloser Schalter arbeiten kann.
Axialbohrung (75) zur Aufnahme eines am An- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ker befestigten Schafts (54) besitzt, der in der die druckempfindliche Einrichtung aus einem mit Axialbohrung gleitet, und die Federanordnung dem Anker verbundenen Kolben besteht, welcher zwischen Kolben (70) und Anker (50) aus einer gegen die Wirkung einer Schraubenfeder verschiebin der Axialbohrung angebrachten Druckfeder (80) 50 bar ist, um den Anker mit dem Kern bei einem vorbestellt, welche den Schaft aus der Axialbohrung gegebenen Druck im wesentlichen in Anlage zu brinzu drücken sucht, wobei die Totgangverbindung gen, so daß der Scheinwiderstand der Schaltungsan-(76) zwischen Anker und Schaft aus einem Längs- Ordnung bei dem vorgegebenen Druckwert sich schlitz (79) mit Stift (77) besteht. zwischen einem hohen und einem niedrigen Wert

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, ge- 55 ändert.

kennzeichnet durch ein Federsitzelement (93), Durch die Erfindung wird eine druckempfindliche

welches am erweiterten Kopfteil (71) des Kolbens Schaltungsanordnung geschaffen, die entweder einen (70) anliegt, mit einer im Gehäuse angeordneten. hohen oder einen niedrigen Stromwert liefert, im Gein Anlage mit dem Federsitz-Element befindli- gensatz zu mit Dehnungsmeßstreifen arbeitenden bechen Schraubenfeder (90), und mit am Federsitz- 60 kannten Anordnungen, die eine druckempfindliche element angeordneten gabelartigen Vorsprüngen analog arbeitende Schaltungsanordnung ergeben, wie (95), durch welche der Kolben der in seiner an- sie beispielsweise im »Archiv für technisches Messen«, deren Stellung begrenzt wird und welche sich Lieferung 274 vom November 1958, Seite 226, beaxial en den Seiten des Ankers (50) erstrecken. schrieben sind.

65 Die Erfindung wird an Hand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert; es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt durch die druckempfindliche Schaltungsanordnung,