DE4420741C2

DE4420741C2 - Electric-pneumatic converter

Info

Publication number: DE4420741C2
Application number: DE19944420741
Authority: DE
Inventors: Stefan Kolbenschlag; Herwig-Karl Dipl Phy Schnuerch
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1994-06-15
Filing date: 1994-06-15
Publication date: 1999-06-17
Anticipated expiration: 2014-06-16
Also published as: DE4420741A1

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch-pneumatischen Wandler nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to an electric-pneumatic converter according to the preamble of Claim 1.

Bisher werden zur Erzeugung von in zwei Zuständen vorgegebenen digitalen pneumatischen Signalen aus vorgegebenen digitalen elektrischen Signalen meist leistungsarme Magnetventile eingesetzt, die eine niedrige elektrische Ansteuerleistung besitzen. Es sind weiter bereits elektro-pneumatische Analogwandler und piezo-elektrische Biegewandler eingesetzt worden.So far, to generate digital pneumatic in two states Signals from specified digital electrical signals mostly low-power solenoid valves used that have a low electrical drive power. There are already further electro-pneumatic analog converters and piezo-electric bending converters have been used.

Beispiele für letztere sind die in der DE 34 00 645 A1 und der EP 0 538 236 A1 offenbarten Vorrichtungen. Erstere beschreibt einen elektrisch-pneumatischen Signalwandler, in dem sich ein piezoelektrisches Biegeelement beim Anlegen einer elektrischen Spannung biegt und hierdurch einen pneumatischen Signalgeber steuert, der zwischen einem Zuluftsitz und einem Abluftsitz hin und her beweglich ist. In einer seiner Stellungen liegt das piezoelektrische Bie geelement auf einem Zuluftsitz auf und hebt sich von diesem nur beim Anlegen einer elektri schen Spannung ab. Bei der zweitgenannten Vorrichtung nach dem Stand der Technik handelt es sich um ein Piezo-Ventil, das beim Anlegen einer elektrischen Spannung an seine gegen überliegenden, elektrisch leitend beschichteten Oberflächen sich biegt und dann auf einer zweier möglichen Luftführungsleitungen verschließend aufliegt. Deutlich ist in diesem Do kument beschrieben, welche Probleme es mit sich bringt, einen dichten Sitz mit der nötigen Schließkraft zu gewährleisten. So wird in diesem Dokument vorgeschlagen, den Medium druck zur Verstärkung der Schließkraft im Dichtbereich des Biegeelements zu nutzen, was die Einsetzbarkeit des Piezo-Ventils für veränderliche Luftdruckbereiche erschwert.Examples of the latter are those disclosed in DE 34 00 645 A1 and EP 0 538 236 A1 Devices. The former describes an electrical-pneumatic signal converter in which a piezoelectric bending element bends when an electrical voltage is applied and hereby controls a pneumatic signal transmitter, which is between an air intake seat and a Exhaust air seat is movable back and forth. The piezoelectric bie is in one of its positions geelement on an air intake seat and only stands out from this when you put on an electri tension. In the second-mentioned device according to the prior art it is a piezo valve that is applied to its against when an electrical voltage is applied overlying, electrically conductive coated surfaces bends and then on a two possible air duct lines are closed. It is clear in this Thursday documented what problems it entails, a tight fit with the necessary To ensure closing force. So this document suggests the medium pressure to increase the closing force in the sealing area of the bending element, which the Applicability of the piezo valve for variable air pressure ranges difficult.

Ein gattungsgemäßer Wandler in Form eines elektrisch betätigten Ventils ist, beispielsweise, aus der DE-GM 74 00 247 bekannt. Bei dem bekannten Ventil sind zur Verminderung der elektrischen Steuerleistung zwecks Umschaltung der beweglichen Schließteile des Ventils insbesondere die Verschließteile des Ventils gleichzeitig als Erzeugerteile der Stell- und Schließkräfte ausgebildet. Dennoch ist der bekannte Aufbau aufwendig, da stets entweder ein Dauermagnet und zwei Elektromagneten oder zwei Dauermagneten und ein Elektromagnet notwendig sind.A generic converter in the form of an electrically operated valve is, for example, known from DE-GM 74 00 247. In the known valve to reduce the electrical control power for switching the movable closing parts of the valve in particular the closing parts of the valve at the same time as producer parts of the actuating and Closing forces trained. Nevertheless, the known structure is complex, since always either one Permanent magnet and two electromagnets or two permanent magnets and one electromagnet are necessary.

Ganz allgemein haben die bisher bekannten elektromagnetischen Lösungen, wie z. B. Ma gnetventile oder Analogwandler, den Nachteil, daß sie in mindestens einem pneumatischen Zustand einen Haltestrom benötigen. Dies führt zu einer relativ hohen mittleren Stromauf nahme und zu unnötiger Erwärmung der zur Krafterzeugung notwendigen elektrischen Wicklungen.In general, the previously known electromagnetic solutions, such as. B. Ma solenoid valves or analog converters, the disadvantage that they are in at least one pneumatic Need a holding current. This leads to a relatively high average current and unnecessary heating of the electrical power required to generate power Windings.

Weiter müssen, um bei den elektromagnetischen Geräten nach dem Stand der Technik mit niedrigen Leistungen schalten zu können, die krafterzeugenden elektromagnetischen Einrich tungen mit vielen Wicklungen versehen werden. Dies führt zu hohen Induktivitäten der Spule und somit hoher Zeitkonstante für den Stromanstieg, so daß solche Systeme relativ langsam werden.Furthermore, in order to use the electromagnetic devices according to the prior art to be able to switch low power, the force-generating electromagnetic device lines with many windings. This leads to high inductances in the coil and thus high time constant for the current rise, so that such systems are relatively slow become.

Piezo-elektrische Biegewandler dagegen besitzen allgemeinerweise die Eigenschaft, daß sie aus elektrischer Sicht einen Kondensator darstellen und somit statisch auch bei angelegter Steuerspannung keine Strom- oder Leistungsaufnahme erfolgt. Um jedoch am freien Ende des Biegeelements eine brauchbare Auslenkung zu bekommen, sind die piezo-elektrischen Kapa zitäten der Wandler recht hoch, was auch eine hohe Stromaufnahme bei hochfrequenten Schaltvorgängen zur Folge hat.In contrast, piezoelectric bending transducers generally have the property that they represent a capacitor from an electrical point of view and thus statically even when connected Control voltage no current or power consumption takes place. However, at the free end of the Bending elements to get a useful deflection are the piezoelectric Kapa The converter's capacities are quite high, which also means high current consumption at high frequencies Switching operations.

Weiter sind die für die Piezoeffekte erforderlichen Steuerspannungen wesentlich höher als die meist in den Anwendungen zur Verfügung stehenden Versorgungsspannungen konventionel ler Elektronikbauteile. Dies bedeutet, daß zusätzliche Versorgungsleitungen gelegt werden müssen oder zusätzlicher Schaltungsaufwand zur Spannungswandlung getrieben werden muß, wobei zusätzlich noch eine Verlustleistung zu berücksichtigen wäre.Furthermore, the control voltages required for the piezo effects are considerably higher than that Most of the supply voltages available in the applications are conventional electronic components. This means that additional supply lines are laid need or additional circuitry for voltage conversion must be driven, a power loss would also have to be taken into account.

Auch ändert sich das Schaltverhalten piezo-elektrischer Biegebalken in starkem Maße und oft undefinierbar unter Temperatureinfluß. Um ein in weiten Temperaturbereichen sicheres Durchschalten zu gewährleisten, müssen daher kompensierende Maßnahmen getroffen wer den, die wiederum die elektrischen Verluste steigern und zusätzliche Kosten verursachen.The switching behavior of piezoelectric bending beams changes to a great extent and often indefinable under the influence of temperature. To be safe in wide temperature ranges To ensure switching through, compensatory measures must therefore be taken those, which in turn increase electrical losses and cause additional costs.

Aus der DE 42 33 299 C1 mit in elektro-pneumatischer Stellungsregler mit zwei pneumatisch betriebenen Magnetventilen, die jeweils mit einer Stelldruckdrüse, einer Abluftdüse, einem zu einem Leistungsverstärker führenden Auslaß und einem von einem elektromagnetischen Sy stem angetriebenen, alternativ die Stelldruckdüse oder die Abluftdüse verschließenden Klap panker versehen sind, bekannt, bei dem die Magnetventile jeweils einen mit ihrer Abluftdüse kommunizierenden, manuell verschließbaren Kanal aufweist, durch dessen Verschließen der jeweilige Leistungsverstärker auch ohne elektrische Erregung des Magnetsystems durchge schaltet werden kann, um auch ohne elektrische Hilfsenergie in jeder beliebigen Lage gefah ren werden zu können.From DE 42 33 299 C1 with in electro-pneumatic positioner with two pneumatic operated solenoid valves, each with a signal pressure gland, an exhaust air nozzle, one to one a power amplifier leading outlet and one of an electromagnetic Sy stem driven, alternatively closing the signal pressure nozzle or the exhaust air clap panker are known, in which the solenoid valves each have their exhaust nozzle communicating, manually lockable channel, by closing the respective power amplifier also without electrical excitation of the magnet system can be switched to in any position without electrical auxiliary energy to be able to be.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen elektrisch-pneumatischen Wandler zu schaffen, der ohne Haltestrom und damit ohne Erwärmung in pneumatischen Stellungen gehalten werden kann und auch bei hochfrequenten Schaltvorgängen nur geringe elektrische Leistung aufnimmt. Der Wandler soll dabei mit geringen Versorgungsspannungen und einfachen elektrischen Schaltungen betrieben werden, dabei nur geringen Temperatureinfluß zeigen, schnelle Schalt vorgänge ermöglichen und eine geringe Baugröße aufweisen.The object of the invention is to provide an electric-pneumatic converter which without Holding current and thus can be kept in pneumatic positions without heating and only consumes low electrical power even with high-frequency switching operations. The converter is said to have low supply voltages and simple electrical Circuits are operated, show only little influence of temperature, fast switching enable processes and have a small size.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Wandler mit den im Anspruch 1 aufge führten Merkmalen gelöst.This object is achieved by a converter with the in claim 1 characteristics solved.

Die Ansprüche 2 bis 5 beschreiben bevorzugte erfindungsgemäße Wandler.Claims 2 to 5 describe preferred transducers according to the invention.

Der erfindungsgemäße Wandler ermöglicht, mit der in der modernen Prozeßleittechnik ge forderten geringen Leistung zu arbeiten, insbesondere mit den üblicherweise in Zweileiterge räten verwendeten Einheitssignalen zwischen 4 mA und 20 mA mit lebendem Nullpunkt 4 mA und somit nur minimaler Leistungsaufnahme. Eine zusätzliche Energieaufnahme aus dem Versorgungsnetz ist nicht erforderlich. Aufgrund der massearmen beweglichen Teile ist es möglich, schnelle Schaltvorgänge zu realisieren.The converter according to the invention enables ge in modern process control technology required low performance to work, especially with the usually in two-wire We use standard signals between 4 mA and 20 mA with a living zero point of 4 mA and therefore only minimal power consumption. An additional energy intake from the Supply network is not required. Because of the low-mass moving parts, it is possible to implement fast switching processes.

Elektromagnetische, elektrostatische oder mechanische Kräfte, die ein Verschlußorgan in einer von wenigstens zwei Dauerstellungen stabil halten, sind selbsterhaltend und benötigen nur dann Energiezufuhr, wenn die Luftzu- und Abführungen umgeschaltet werden, nicht je doch, wenn das Verschlußorgan eine der zur Druckluftschaltung notwendigen Stellungen in nehat. Dabei ist vorteilhaft, ein Verschlußorgan aus magnetisch leitendem Material zu ver wenden und mit einem Dauermagneten in magnetische Wirkverbindung zu setzen, um unter schiedliche Magnetlinienverläufe für die verschiedenen Stellungen des Verschlußorgans zu ermöglichen.Electromagnetic, electrostatic or mechanical forces that a closure member in keep one of at least two permanent positions stable, are self-sustaining and need energy supply only when the air inlets and outlets are switched, not ever but if the closure member in one of the positions necessary for compressed air switching in no. It is advantageous to ver a closure member made of magnetically conductive material turn and with a permanent magnet in magnetic connection to put under different magnetic lines for the different positions of the closure member enable.

In der folgenden weiteren Beschreibung wird davon ausgegangen, daß nur zwei Stellungen des Verschlußorgans gewünscht sind. Es ist jedoch auch möglich, die vorgeschlagenen Aus führungen ohne größere technische Probleme auf mehr Stellungen zu erweitern.In the following further description it is assumed that only two positions of the closure member are desired. However, it is also possible to remove the suggested ones to expand guides to more positions without major technical problems.

Vorteilhaft ist insbesondere, an das Verschlußorgan einen Dauermagneten in magnetischer Verbindung anzusetzen und das Verschlußorgan aus magnetisch leitendem Material herzu stellen, so daß bei beweglichem Verschlußorgan zwei verschiedene Magnetfeldlinienverläufe mit verschiedenen Stellungen des Verschlußorgans verschiedene Luftführungen abdichtend möglich sind.It is particularly advantageous to attach a permanent magnet to the closure member in magnetic Apply connection and the closure member made of magnetically conductive material set so that two different magnetic field lines with a movable closure member sealing different air ducts with different positions of the closure member possible are.

Insbesondere ist vorteilhaft, an das Verschlußorgan einen Sockel anzusetzen, der es ermög licht, bei dem massearmen Verschlußorgan die Magnetfeldlinien entsprechend großflächig zu schließen, um die Luftzuführung gegen den Luftdruck zu verschließen. Der Sockel und des sen geometrische Gestaltung dient dabei als konstruktives Hilfsmittel, die Größe und die Symmetrie beziehungsweise Asymmetrie der Haltekraft in den Dauerstellungen festzulegen.In particular, it is advantageous to attach a base to the closure member that makes it possible light, in the case of the low-mass closure member, the magnetic field lines are correspondingly large close to close the air supply from the air pressure. The base and the Its geometric design serves as a constructive aid, the size and the Define symmetry or asymmetry of the holding force in the permanent positions.

Zum Halten in den Endlagen benötigt der Wandler weder Strom, Leistung noch Spannung, sondern der Dauermagnet wird die entsprechende Stellung halten.The converter does not need any current, power or voltage to hold in the end positions, but the permanent magnet will hold the appropriate position.

Weiter wird vorgeschlagen, die Magnetkreise von Elektromagnet und Dauermagnet mecha nisch getrennt auszuführen, so daß die Überlagerung und Kopplung beider Magnetfelder mi nimiert wird und sich nahezu auf den Arbeitsluftspalt beschränkt. Der Wandler enthält in die ser Form ein Elektromagnetjoch und ein Dauermagnetjoch, wobei sich die Feldlinien des Dauermagneten über das Dauermagnetjoch, den Luftspalt zwischen Dauermagnetjoch und Elektromagnetjoch, das Elektromagnetjoch, den Arbeitsluftspalt, das Verschlußorgan und den Sockel schließen. It is also proposed to mecha the magnetic circuits of the electromagnet and permanent magnet nisch separately perform so that the superimposition and coupling of both magnetic fields mi is minimized and almost limited to the working air gap. The converter contains in the ser form an electromagnetic yoke and a permanent magnet yoke, the field lines of the Permanent magnets over the permanent magnet yoke, the air gap between permanent magnet yoke and Electromagnetic yoke, the electromagnetic yoke, the working air gap, the closure member and the Close the base.

Alternativ zur Verwendung eines Dauermagneten ist es auch möglich, mechanisch bistabile Elemente, wie z. B. Federn, zu verwenden. Diese Federn werden vorgesehen, um das Ver schlußorgan in den Dauerstellungen federvorgespannt zu halten, wobei eine elektromagneti sche oder elektrostatische Kraft das Verschlußorgan in die jeweils andere Stellung überführen kann. Weiter wird vorgeschlagen, den Signalausgang nicht durch eine Öffnung im Wandler gehäuse, sondern mittels einer zusätzlichen Drossel und einem pneumatischen Abgriff als Signalausgang zwischen Drossel und Luftführung zu realisieren. Das Verschlußorgan muß dabei nur in seiner Schaltstellung eine Luftführung - die Luftzuführung - verschließen, wäh rend in der zweiten Schaltstellung der Anschlag für das Verschlußorgan den Durchfluß der abströmenden Luft bestimmt. Diese Ausführungsform hat zwar einen höheren Luftverbrauch im Vergleich mit den druckgekapselten Ausführungsformen, ist aber unempfindlicher gegen über einer möglichen Verschmutzung der Luftabführungen. Der Verzicht auf das Wandlerge häuse führt außerdem zu einer Vereinfachung der Fertigung und spart somit Herstellungsko sten und geht möglichen Problemen mit mangelnder Abdichtung des Wandlergehäuses aus dem Weg.As an alternative to using a permanent magnet, it is also possible to be mechanically bistable Elements such as B. springs to use. These springs are provided to Ver to keep the closing element spring-biased in the permanent positions, an electromagnetic cal or electrostatic force the closure member in the other position can. It is also proposed that the signal output not through an opening in the converter housing, but by means of an additional throttle and a pneumatic tap Realize signal output between throttle and air duct. The closure member must only close an air duct - the air supply - in its switch position, wäh rend in the second switch position the stop for the closure member the flow of outflowing air determined. This embodiment has a higher air consumption compared to the pressure-encapsulated embodiments, but is less sensitive to about possible pollution of the air discharge. The waiver of the Wandlerge Housing also simplifies production and thus saves production costs Most possible problems with insufficient sealing of the converter housing the way.

Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, die zur Durchführung der Schaltvorgänge benötigten Mittel derart auszulegen, daß mit den in elektronischen Schaltungen vorhandenen Versor gungsspannungen und Logikpegeln das Verschlußorgan von einer Dauerstellung in eine ande re überführt werden kann.It is advantageously proposed that those required to carry out the switching operations Means to be interpreted so that with the Versor existing in electronic circuits voltage voltages and logic levels the closure member from one permanent position to another re can be transferred.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der beigefügten Zeichnung. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention result from the following description based on the attached drawing. It shows:

Fig. 1 eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung, in der Dauermagnet und Spule auf demselben Magnetjoch sitzen und alle Bauelemente von einem druckgekapselten Wandlergehäuse umgeben sind, Fig. 1 shows a preferred embodiment of the invention, sitting in the permanent magnet and the coil on the same magnetic yoke and all the components are surrounded by a flameproof converter housing,

Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der mit Hilfe einer Feder das magnetisch leitende Ver schlußorgan ohne Vorzugslagerung entweder gegen die Luftzu- oder Luftabführung gespannt ist, Fig. 2 shows an embodiment, in which by means of a spring, the magnetic-conductive circuit is Ver organ clamped without preferential bearing either against the air supply or air discharge,

Fig. 3 eine Ausführung der elektromagnetisch stabilisierten Ruhelagen, bei der die Magnet kreise von Elektromagnet und Dauermagnet getrennt sind, so daß die Überlagerung und Kopplung beider Magnetfelder minimiert ist, und Fig. 3 shows an embodiment of the electromagnetically stabilized rest positions, in which the magnetic circuits are separated from the electromagnet and permanent magnet, so that the superimposition and coupling of both magnetic fields is minimized, and

Fig. 4 eine offene Ausführungsform des erfindungsgemäßen Wandlers, in der der Signalaus gang durch eine zusätzliche Drossel und einen pneumatischen Abgriff als Signalaus gang zwischen Drossel und Luftführung realisiert ist. Fig. 4 is an open embodiment of the converter according to the invention, in which the signal output is realized by an additional throttle and a pneumatic tap as a signal output between the throttle and air duct.

Die in der Fig. 1 dargestellte Ausführungsform der Erfindung besitzt ein Verschlußorgan 1, das an einem Dauermagneten 2 gelagert mit einem Magnetjoch 4 verbunden ist, an dem eine Spule 5 sitzt, wobei alle Bauelemente von einem druckgekapselten Wandlergehäuse 10 um geben sind. Das Verschlußorgan 1 verschließt in seinen Dauerstellungen entweder die Luftzu führung 7 oder die Luftabführung 8. Das Verschlußorgan 1 hat also die Form einer Klappe und ist selbst Teil eines Magnetkreises in einem druckgekapselten Wandlergehäuse 10. Zwi schen zwei Magnetjochsitzen bildet sich jeweils ein Arbeitsluftspalt 6 in den beiden Stellun gen des Verschlußorgans.The embodiment of the invention shown in Fig. 1 has a closure member 1 , which is mounted on a permanent magnet 2 connected to a magnetic yoke 4 , on which a coil 5 is seated, all components of a pressure-encapsulated transducer housing 10 to give. The closure member 1 closes either the Luftzu leadership 7 or the air outlet 8 in its permanent positions. The closure member 1 thus has the shape of a flap and is itself part of a magnetic circuit in a pressure-encapsulated converter housing 10 . Between two magnetic yoke seats, a working air gap 6 is formed in the two positions of the closure member.

In jeder dieser mechanisch stabilen Ruhelagen ist eine der beiden Luftführungen 7, 8 durch das Verschlußorgan 1 geschlossen, die jeweils gegenüberliegende geöffnet. Die notwendige Haltekraft wird mit Hilfe des Dauermagneten 2 erzeugt, wobei sich die magnetischen Feldli nien des Dauermagneten 2 über einen Sockel 3, das Verschlußorgan 1, den Arbeitsluftspalt 6 und das Magnetjoch 4 schließen.In each of these mechanically stable rest positions, one of the two air ducts 7 , 8 is closed by the closure member 1 , and the opposite one is opened. The necessary holding force is generated with the help of the permanent magnet 2 , the magnetic field lines of the permanent magnet 2 closing over a base 3 , the closure member 1 , the working air gap 6 and the magnetic yoke 4 .

Je nach Schaltstellung des Verschlußorgans 1 ist die Feldliniendichte in dem oberen oder un teren Schenkel des Magnetjoches 4 größer als in dem anderen. Zum Umklappen des Ver schlußorgans 1 in die Gegenlage wird die Spule 5 mit einem kurzen, gerichteten Stromimpuls beaufschlagt. Dabei findet im Arbeitsluftspalt 6 eine Überlagerung der vom Spulenstrom her vorgerufenen magnetischen Feldlinien mit den Feldlinien des Dauermagneten 2 statt, die das Verschlußorgan 1 veranlassen, in eine der beiden Stellungen umzuklappen beziehungsweise wenn diese Stellung schon vorliegt, in dieser Stellung zu verbleiben. Die Ströme zum Um klappen in die bei den gegenüberliegenden Endlagen sind entsprechend umgekehrt polarisiert. Zum Halten der Endlagen benötigt das Wandlerelement nach dem Stromimpuls weder Strom, Leistung noch Spannung. Das erzeugte pneumatische Signal, in der vorliegenden Ausfüh rungsform binär, wird am Signalausgang 9 abgenommen, der aus dem gekapselten Innenraum des Wandlergehäuses 10 herausgeführt ist.Depending on the switching position of the closure member 1 , the field line density in the upper or un lower leg of the magnetic yoke 4 is greater than in the other. To fold the United circuit 1 in the counter position, the coil 5 is acted upon with a short, directed current pulse. In this case, in the working air gap 6 there is a superimposition of the magnetic field lines caused by the coil current with the field lines of the permanent magnet 2 , which cause the closure member 1 to fold over into one of the two positions or, if this position already exists, to remain in this position. The currents to fold in to the opposite end positions are correspondingly reversed polarized. After the current pulse, the converter element does not need any current, power or voltage to hold the end positions. The generated pneumatic signal, in the present Ausfüh approximate binary, is taken at the signal output 9 , which is led out of the encapsulated interior of the converter housing 10 .

In der Fig. 2 wird eine Ausführungsform dargestellt, in der eine Feder 15 das magnetisch lei tende Verschlußorgan 1 in jeder der beiden möglichen Endstellungen derart vorspannt, daß entweder die Luftzuführung 7 oder die Luftabführung 8 geschlossen ist. Die Signalluftfüh rung 9 ist wie bisher ein weiterer Luftaustritt aus dem geschlossenen Wandlergehäuse 10. Das Durchführen der Schaltvorgänge, also das Umklappen des als Klappe ausgebildeten Ver schlußorgans, wird durch zwei Elektromagnete ermöglicht, die aus Spule 16 und Magnetjoch 17 bestehen.In Fig. 2, an embodiment is shown in which a spring 15 biases the magnetically lei closing member 1 in each of the two possible end positions such that either the air supply 7 or the air discharge 8 is closed. The signal air guide 9 is, as before, a further air outlet from the closed converter housing 10 . Carrying out the switching operations, that is to say folding over the closure organ designed as a flap, is made possible by two electromagnets which consist of coil 16 and magnet yoke 17 .

Fig. 3 schließlich stellt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung dar, bei der die Magnetkrei se von Elektromagnet 5 und Dauermagnet 2 mechanisch getrennt sind, so daß die Überlage rung und Kopplung beider Magnetfelder minimiert ist und sich nahezu auf den Arbeits luftspalt 6 beschränkt. Der Wandler enthält in dieser Ausführungsform ein Elektromagnetjoch 11, das in Fig. 3 im rechten Teil im Bereich der Luftzuführungen 7 und Luftabführungen 8 dargestellt ist, und ein Dauermagnetjoch 12, das im linken Magnetteil im Bereich des Sitzes des Dauermagneten 2 dargestellt ist. Die Feldlinien des Dauermagneten 2 schließen sich über das Dauermagnetjoch 12, den Luftspalt 6 zwischen dem Dauermagnetjoch 12 und dem Elek tromagnetjoch 11, das Elektromagnetjoch 11, den Arbeitsluftspalt 6, das Verschlußorgan 1 und den Sockel 3. Fig. 3 finally shows a further embodiment of the invention, in which the Magnetkrei se from electromagnet 5 and permanent magnet 2 are mechanically separated, so that the superposition and coupling of both magnetic fields is minimized and is almost limited to the working air gap 6 . In this embodiment, the converter contains an electromagnet yoke 11 , which is shown in FIG. 3 in the right part in the area of the air inlets 7 and air outlets 8 , and a permanent magnet yoke 12 , which is shown in the left magnet part in the area of the seat of the permanent magnet 2 . The field lines of the permanent magnet 2 close via the permanent magnet yoke 12 , the air gap 6 between the permanent magnet yoke 12 and the electromagnet 11 , the electromagnetic yoke 11 , the working air gap 6 , the closure member 1 and the base 3 .

Die letzte Fig. 4 schließlich zeigt, wie der Signalausgang 9 nicht durch eine Öffnung im Wandlergehäuse 10 in den anderen Figuren, sondern durch eine zusätzliche Drossel 13 und einen Signalausgang 9 als pneumatischem Abgriff zwischen Drossel 13 und Luftführung 7 realisiert ist. Das Verschlußorgan 1 muß dabei nur in einer Schaltstellung eine Luftführung 7 verschließen, während in einer zweiten Schaltstellung der Anschlag 14 für das Verschlußor gan 1 den Durchfluß der abströmenden Luft bestimmt. Diese Ausführungsform ist mecha nisch besonders robust.Finally, the last Fig. 4 shows how the signal output 9 is not realized by an opening in the converter housing 10 in the other figures, but by an additional throttle 13 and a signal output 9 as a pneumatic tap between throttle 13 and air duct 7 . The closure member 1 only has to close an air duct 7 in a switch position, while in a second switch position the stop 14 for the lock gate 1 determines the flow of the outflowing air. This embodiment is mechanically particularly robust.

Zur Ansteuerung der elektro-mechanischen Mittel zum Bewirken der Klappvorgänge des Verschlußorgans werden vorteilhafterweise die in elektronischen Schaltungen bereits vorhan denen Versorgungsspannungen und Logikpegel, also insbesondere fünf und drei Volt genutzt, was durch geeignete Dimensionierung der Elektromagnete möglich ist.To control the electro-mechanical means for causing the folding operations of the Closure member are advantageously already in existence in electronic circuits which use supply voltages and logic levels, in particular five and three volts, what is possible by suitable dimensioning of the electromagnets.

Claims

1. Electric-pneumatic converter with a closure member ( 1 ) and air and air exhausts ( 7 , 8 ), of which at least one air duct ( 7 , 8 ) with the United closing member ( 1 ) can be closed, the converter being operated by an electrical Magnetic coil ( 5 ) controlled by moving the closure member ( 1 ) in a closed position generates an air pressure change in a signal air line ( 9 ) as a pneumatic signal, characterized in that

1. the closure member ( 1 ) is of low mass,
2. the closure member ( 1 ) is mechanically bistable between permanent positions, and
3. the closure member ( 1 ) consists of magnetically conductive material and with a permanent magnet ( 2 ) is in magnetic connection to form part of a magnetic circuit,
4. wherein the permanent magnet ( 2 ) is arranged so that different magnetic field lines are dense for the bistable positions of the closure member ( 1 ).

2. Transducer according to claim 1, characterized in that a base ( 3 ) for introducing the magnetic field lines of the permanent magnet ( 2 ) between the latter and the strip-like closure member ( 1 ) is provided.

3. Transducer according to claim 2, characterized in that the geometry of the base ( 3 ) of the closure member ( 1 ) is symmetrical or asymmetrical in order to obtain an identical or different holding force in the bistable permanent positions.

4. Transducer according to one of the preceding claims, characterized in that two magnet yokes ( 11 , 12 ) separated by an air gap are provided, the elec tromagnet coil ( 5 ) to one magnet yoke ( 11 ) and the permanent magnet ( 2 ) to the other Magnetic yoke ( 12 ) is coupled.

5. Converter according to one of the preceding claims, characterized in that a throttle ( 13 ) in the air supply and a pneumatic tap between the throttle ( 13 ) and by the closure member ( 1 ) closable air supply ( 7 ) is provided so that the pneumatic tap serves as signal air line ( 9 ).