DE19818336C1 - Elektrisch-pneumatischer Umformer sowie diesen umfassender Regler - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen elektrisch-pneumatischen Umformer nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip mit einer Spule, einem Magnetjoch, einem drehbeweglichen Anker und einer von dem Anker bei stromdurchflossener Spule verschließbaren Düse, wobei sich die Länge 1 des Arbeitsluftspalts zwischen der Mündungsöffnung der Düse und dem Anker im wesentlichen abhängig von dem Gleichgewicht zwischen dem resultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker abstoßenden pneumatischen Kraft an der Düse und dem resultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker anziehenden Magnetkraft einstellt, indem bei Änderung der Länge 1 des Arbeitsluftspalts, für jede Länge 1 im Arbeitsbereich des Umformers, die Änderung des Drehmoments aufgrund der Magnetkraft, bei konstant gehaltenem Stromfluß in der Spule, kleiner als die Änderung des Drehmoments aufgrund der pneumatischen Kraft an der Düse ist, sowie einen diesen umfassenden Regler.

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch-pneumatischen Umformer nach dem Düse- Prallplatte-Prinzip mit einer Spule, einem Magnetjoch, einem drehbeweglichen An­ ker und einer verschließbaren Düse, wobei die Länge des Arbeitsluftspalts zwischen der Mündungsöffnung der Düse und dem Anker zumindest abhängig von dem re­ sultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker abstoßenden pneumatischen Kraft an der Düse und dem resultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker an­ ziehenden Magnetkraft einstellbar ist, sowie einen diesen umfassenden Regler.

Elektrisch-pneumatische Umformer, die ein magnetisches Prinzip verwenden, sind aufgrund ihrer besonderen Robustheit weit verbreitet. Gegenüber beispielsweise Umformern mit piezo­ elektrischen Biegebalken bietet das magnetische Prinzip nämlich eine hohe Verläßlichkeit auch bei großen Änderungen der Umgebungstemperatur oder Verschmutzungen in der Zuluft- Versorgung. Gattungsgemäße elektrisch-pneumatische Umformer mit einem magnetischen Wirkprinzip sind aus der EP 0 632 203 A1 oder der DE 195 31 020 A1 bekannt.

Die EP 0 632 203 A1 beschreibt dabei einen elektrisch-pneumatischen Umformer, der zwei elektrisch-pneumatische Vorsteuerventile mit zylinderförmigen Spulen aufweist. Die Vor­ steuerventile dienen dem Belüften oder Entlüften eines Volumens, dem ein pneumatischer Verstärker nachgeschaltet ist. Dabei werden über beiden Vorsteuerventilen die Differenz­ drücke gegenüber Atmosphäre mittels jeweils eines Druckreglers und einer Differenzdruck­ meßeinheit konstant gehalten. Die Vorsteuerventile besitzen einen Anker, der ein außerhalb des Magnetjochs liegendes Drehlager aufweist. Zu beiden Seiten des Drehlagers besitzt der Anker je eine Fläche, wobei die beiden Flächen gegeneinander in einem flachen Winkel ge­ neigt sind. Eine Feder drückt eine erste Fläche bei nicht erregter Spule in Richtung der Mün­ dungsöffnung einer Düse, die dadurch verschlossen wird. Bei stromdurchflossener Spule wird die zweite Fläche des Ankers von dem Elektromagneten angezogen und damit die erste Flä­ che infolge der Hebelwirkung entgegen der Federkraft von der Mündungsöffnung der Düse weggedrückt. Der Druck im Volumen, der als Steuerdruck für den pneumatischen Hauptver­ stärker dient, kann deswegen durch Variation des Durchflusses der Zuluft- oder Abluftdüse elektromagnetisch geregelt werden.

Ein weiterer elektrisch-pneumatischer Umformer nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip, der in der DE 195 31 020 A1 beschrieben ist, weist einen Anker in Form einer im wesentlichen planen Platte auf, die mit Hilfe eines senkrecht zur Ebene einer Mündungsöffnung der Düse stehenden abgestützen Stiftes schwenkbeweglich geführt ist, wobei ein Federelement den An­ ker im stromlosen Zustand von dem Magnetjoch weg gegen einen zwischen dem Federele­ ment und der Joch/Anker-Fügestelle angebrachten Anschlag drückt und der Anker sich auf dem Magnetjoch an der Fügestelle abstützt. Das Ziel dieser Maßnahme ist, den Luftspalt im Eisenkreis bei nicht angeschaltetem Elektromagnet zu minimieren, um den für die elektrische Leistungsaufnahme besonders wichtigen Einschaltstrom so gering wie möglich zu halten.

Auch bei elektrisch-pneumatischen Umformern ohne drehbeweglichen Anker wird meist eine Rückstellfeder zur Vermeidung eines sogenannten "Schnappeffekts" eingesetzt, siehe, bei­ spielsweise, US 3,586,287.

Den bekannten elektrisch-pneumatischen Umformern ist somit gemein, daß sie ein Rückstel­ lelement aufweisen, das meist als Druckfeder ausgelegt ist und den Anker des Eisenkreises bei nicht stromdurchflossener Spule in eine definierte Lage zwingt, um ein definiertes pneu­ matisches Signal bei Ausfall der elektrischen Energie sicherzustellen. Nachteilig ist dabei, daß der bekannte konstruktive Aufbau zukünftige Möglichkeiten der Verringerung der elektri­ schen Leistung und Miniaturisierung stark begrenzt. Schon die Existenz einer Rückstellfeder bedeutet, daß beim Komprimieren dieser Feder zusätzliche Arbeit aufzuwenden ist. Die zur Rückstellung verwendete Feder kann nämlich nur so klein und weich ausgelegt werden, daß sie dennoch zumindest einen Teil der Gewichtskraft des Ankers halten kann. Weiterhin führen bei einer Rückstellfeder unvermeibare konstruktive Toleranzen, vor allem bei sehr kleinen Bauformen, dazu, daß die zu überwindende Federkraft in der Leistungsbilanz eine Rolle spielt.

Ebenso werden viele der bekannten elektrisch-pneumatischen Umformer, insbesondere wenn sie eine kleine Bauform und niedrige elektrische Leistungsaufnahme aufweisen, wegen ihrer stark nicht-linearen Kennlinie nur als binäre Elemente eingesetzt, die zwischen zwei ver­ schiedenen Pneumatik-Zuständen schalten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, den gattungsgemäßen elektrisch- pneumatischen Umformer derart weiterzuentwickeln, daß dieser die Nachteile des Stands der Technik überwindet, d. h. insbesondere als stetiger und somit analoger Umformer einsetzbar ist, mit minimalem elektrischen Leistungsbedarf, und durch einen einfachen konstruktiven Aufbau neue Einsatzbereiche ermöglicht. Dabei soll der elektrisch-pneumatische Umformer auch als Regler verwenbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Magnetkreis derart geschert ist, daß bei jeder Länge des Arbeitsluftspalts im Arbeitsbereich des Um­ formers der Betrag des Gradienten des Drehmoments aufgrund der Magnetkraft, bei konstant gehaltenem Stromfluß in der Spule, kleiner als der Betrag des Gradienten des Drehmoments aufgrund der pneumatischen Kraft an der Düse ist, und sich eine stabile Lage des Ankers für jede Länge des Arbeitsluftspalts im wesentlichen im Gleichgewicht zwischen den Drehmomenten aufgrund der pneumatischen und ma­ gnetischen Kraft einstellt.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß der die Scherung hauptsächlich bewirkende Luftspalt des Magnetkreises zwischen dem Anker und dem Ma­ gnetjoch im Bereich der Düse angeordnet ist, wobei der Abstand a zwischen dem Anker und dem Magnetjoch vorzugsweise größer als die Länge des Arbeitsluftspalts ist.

Das Lager des Ankers kann drehmomentfrei und/oder reibungsarm gemäß der Erfindung aus­ geführt sein.

Vorteilhafterweiser wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Anker relativ zu dem La­ ger ausgewuchtet ist.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung sieht vor, daß das Lager des Ankers durch ein Fe­ derelement realisiert ist, das den Anker gegen eine Kante des Magnetjochs drückt.

Der Anker kann nach der Erfindung im Bereich des Lagers mittels zweier Stifte geführt sein.

Erfindungsgemäß wird ferner vorgeschlagen, daß ein Teil des Magnetjochs hohl und als Pneumatikkanal genutzt ist, über den die Düse ansteuerbar ist.

Das Magnetjoch kann nach der Erfindung aus einem Ferritschalenkern bestehen.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß ein Federelement an den Anker angreift, welches ein Drehmoment relativ zum Drehlager des Ankers ausübt, das für jede Länge l des Arbeitsluftspalts, im Arbeitsbe­ reich des Umformers, kleiner als das Drehmoment aufgrund der pneu­ matischen Kraft ist.

Die Erfindung liefert auch einen Regler, umfassend einen erfin­ dungsgemäßen elektrisch-pneumatischen Umformer.

Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß, obwohl bisherige elektrisch-pneumatische Umformer traditio­ nell Rückstellelemente enthalten, deren Notwendigkeit im wesent­ lichen nicht in Frage gestellt wurde, auf dieselben verzichtet werden kann. Ein Verzicht auf ein bekanntes Rückstellelement führt nach bisher verbreiteter Meinung zu einem nicht vermeidbaren "Schnappeffekt", d. h. zu einem nicht definierbaren plötzlichen Umklappen des Ankers, wenn der Spulenstrom langsam erhöht wird. Dieses Vorurteil wurde durch einfache Versuche bestätigt, bei de­ nen das Rückstellelement existierender elektrisch-pneuma­ tischer Umformer entfernt wurde. Betrachtet man den bisherigen elektrisch-pneumatischen Umformer vom Standpunkt der Regelungs­ technik aus, so kann dieser als Kreisstruktur mit Rückführung be­ schrieben werden, wobei der "Schnappeffekt" auf die vorhandene Mitkopplung zurückzuführen ist. Nunmehr ist erstmals erkannt wor­ den, daß die Ursache des "Schnappeffekts" in dem bei Verkleinerung der Länge des Arbeitsluftspalts zwischen der Düse und dem Anker stärkeren Anstieg der anziehenden Magnetkraft gegenüber der ab­ stoßenden Pneumatikkraft an der Düse liegt. Werden jedoch, wie erfindungsgemäß vorgeschlagen, die beiden entgegengesetzten Kräf­ te, nämlich Magnetkraft und Pneumatikkraft, weitgehend entkoppelt, d. h. vor allem der Luftspalt im Magnetkreis und der Arbeitsluft­ spalt an der Pneumatik-Düse getrennt voneinander betrachtet, so kann innerhalb des Arbeitsbereichs für jede Arbeitsluftspaltlänge an der Pneumatik-Düse ein stabiles Gleichgewicht beider Kräfte inbesondere unter Vermeidung des "Schnappeffekts" erreicht werden, wenn erfindungsgemäß für jede Arbeitsluftspaltlänge im Arbeitsbe­ reich des elektrisch-pneumatischen Umformers die Änderung der Mag­ netkraft aufgrund der Luftspaltlängenänderungen, bei konstant ge­ haltenem Stromfluß in der Spule, kleiner als die entsprechende Änderung der pneumatischen Kraft ist.

Bisher bekannte elektrisch-pneumatische Umformer sind entweder aufgrund des "Schnappeffekts" nicht für einen stetigen Betrieb geeignet, da der Anker nur zwischen zwei Positionen schaltet, oder sehr steif ausgelegt. Ein derartig steifer Umformer kann ferner nur als Steuerer, nicht als Regler verwendet werden. Das bedeutet, daß Störeinflüsse durch Änderungen des Vordrucks nicht durch den bekannten Umformer, sondern nur durch aufwendige Rückkopplung, beispielsweise, auf einen nachgeschalteten Nachverstärker unwirk­ sam gemacht werden können. Im Gegensatz dazu weist der erfindungs­ gemäße elektrisch-pneumatische Umformer ein weiches System und somit stetig regelnde Eigenschaften auf, so daß er sowohl zur Steuerung als auch zur Regelung einsetzbar ist.

Im Vergleich mit bisherigen elektrisch-pneumatischen Umformern ist der Magnetkreis gemäß der Erfindung vorzugsweise in stärkerem Maße geschert. Als Scherung wird im Zusammenhang mit Magnetkreisen dabei das Vorhandensein von Luftspalten, im Gegensatz zu geschlos­ senen Magnetkreisen, bezeichnet. Die Einführung von Luftspalten wirkt dabei so, als ob die Permeabilität des Magnetjochs ver­ schlechtert worden wäre, wobei zum Vergleich mit geschlossenen Magnetkreisen statt der Materialpermeabilität oftmals eine effek­ tive oder gescherte Permeabilität betrachtet wird. Somit werden die Magnetisierungskurven bei Luftspalten im Eisenkreis üblicher­ weise als gescherte Magnetisierungskurven bezeichnet.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfin­ dung anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungs­ form eines elektrisch-pneumatischen Umformers nach der Erfindung;

Fig. 2 ein Diagramm der Magnet- und der Pneumatikkraft in Abhängigkeit von der Länge des Arbeitsluft­ spalts für einen erfindungsgemäßen elektrisch- pneumatischen Umformer nach Fig. 1; und

Fig. 3 eine seitliche Schnittansicht einer anderen Aus­ führungsform eines elektrisch-pneumatischen Um­ formers nach der Erfindung.

Den konstruktiven Aufbau eines erfindungsgemäßen elektrisch-pneu­ matischen Umformers 10 gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt Fig. 1 in einem schematisierten seitlichen Schnittbild. Somit umfaßt der Umformer 10 nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip eine Spule 28, ein Magnetjoch 26, einen drehbeweglichen Anker 22 und eine von dem Anker 22 bei stromdurchflossener Spule 28 verschließ­ bare Düse 18.

Entsprechend dem Düse-Prallplatte-Prinzip strömt dabei Zuluft 12 über eine Drossel 16 zur Düse 18, und zwischen der Drossel 16 und der Düse 18 wird das pneumatische Ausgangssignal 14 abgenommen. Die pneumatische Kraft wirkt bei solch einer Anordnung grund­ sätzlich abstoßend, d. h. der Staudruck an der Mündungsöffnung 20 der Düse 18 beaufschlagt den Anker 22 mit einer Kraft in Richtung einer Vergrößerung der Länge l des Arbeitsluftspalts 24. Die mag­ netische Kraft aufgrund eines Stromflusses in der Spule 28 wirkt demgegenüber anziehend. Ein konstantes pneumatisches Ausgangssig­ nal 14 erfordert daher ein stabiles Gleichgewicht der Pneumatik- und Magnetkraft an der Düse 18. Dazu sind jedoch erfindungsgemäß keine zusätzlichen krafterzeugenden Elemente, wie beispielsweise Rückstellfedern, erforderlich, insbesondere der Anker 22 ist für diese Aufgabe im wesentlichen plan ausgebildet und mittels eines drehmomentfreien und reibungsarmen Lagers 30 mit dem Magnetjoch 26 verbunden. Ferner ist der Abstand a des Ankers 22 zum Magnetjoch 26 im Bereich der Düse 18 größer als die Länge l des Arbeitsluft­ spalts 24, um eine ausreichende Scherung des Magnetkreises zu er­ zwingen.

Mittels des in die Spule 28 eingespeisten Stroms kann die auf den Anker 22 wirkende Magnetkraft verändert werden. Der sich dabei für einen bestimmten Stromfluß einstellende Arbeitsluftspalt 24 be­ ziehungsweise dessen Länge l bestimmt das pneumatische Ausgangs­ signal 14. Fig. 2 zeigt ein Diagramm der Magnet- und der Pneuma­ tikkraft in Abhängigkeit von der Länge l des Arbeitsluftspalts 24 für den Umformer 10. Die pneumatische Kraft [in Milli-Newton] an der Düse 18, die auf den Anker 22 wirkt, ist dabei für einen kon­ stanten Zuluftdruck 12 in Abhängigkeit von der Länge l des Ar­ beitsluftspalts 24 [in Mikro-Meter] aufgetragen. Gleichzeitig ent­ hält das Diagramm eine Kennlinienschar der Magnetkraft für ver­ schiedene magnetische Spannungen [in Ampere-Windungen]. Ein Gleichgewicht von Pneumatik- und Magnetkraft entsteht dabei in den Schnittpunkten der Kraftkennlinien, in denen erfindungsgemäß die Steigung der Pneumatikkraft jeweils größer als die der Magnetkraft ist. Somit kann es nicht zu dem bekannten "Schnappeffekt" kommen, da die abstoßende Pneumatikkraft bei kleiner werdender Länge l des Arbeitsluftspalts 24 schneller ansteigt als die anziehende Magnet­ kraft.

Da das Lager 30 des Ankers 22 keine Steife aufweist, entsteht er­ findungsgemäß vorteilhafterweise ein selbstregelndes System gegen­ über Schwankungen in der Zuluft 12. Aufgrund besagter geringen Steife führen Änderungen des Zuluftdruckes also zu einem sich neu einstellenden Kräftegleichgewicht zwischen Pneumatik- und Magnet­ kraft. Fällt der Zuluftdruck, beispielsweise, etwas ab, verringert sich die abstoßende Kraft auf den Anker 22 und der Anker 22 wird infolge der dann überwiegenden Magnetkraft etwas angezogen, bis sich wieder ein Gleichgewicht einstellt. Das pneumatische Aus­ gangssignal 14 ist dadurch unempfindlich gegenüber Druckänderungen beziehungsweise Schwankungen in der Zuluft 12, da es für kleine Schwankungen selbsttätig den vorherigen Ausgangsdruck wiederher­ stellt. Im Prinzip als Störgröße wirkende Zuluftänderungen sind somit erfindungsgemäß gegenüber anderen, bekannten elektrisch­ pneumatischen Umformern weitgehend ohne Einfluß. Durch Einstellen des Spulenstroms beziehungsweise der magnetischen Spannungen in Ampere-Windungen kann das pneumatische Ausgangssignal 14 des elek­ trisch-pneumatischen Umformers 10 stetig verändert und besonders stabil auf jedem gewünschten Ausgangsdruck gehalten werden.

Die Fig. 3 zeigt ein detailliertes seitliches Schnittbild eines elektrisch-pneumatischen Umformers 10' in einer anderen Ausfüh­ rungsform der Erfindung. Der elektrisch-pneumatische Umformer 10' entspricht dabei im wesentlichen dem Umformer 10 gemäß Fig. 1, wobei identische Teile gleiche Bezugszeichen aufweisen, die im Falle des Umformers 10' durch einen Apostroph gekennzeichnet sind, und weist einige konstruktiv vorteilhafte Details der Gestaltung auf. Insbesondere ist das Magnetjoch zweigeteilt ausgebildet, näm­ lich in Form eines inneren und eines äußeren Magnetjochs 26a, 26b. Das innnere Magnetjoch 26a nimmt die Düse 18' auf und dient auch als an die Düse anschließender Pneumatikkanal. Zentrisch um das innere Magnetjoch 26a ist die Spule 28' angeordnet, die von einem Spulenkörper 32 gehalten wird. Das äußere Magnetjoch 26b ist als Schenkel an dem der Düse 18' entgegengesetzten Ende des inneren Magnetjochs 26a angeschlossen und bewirkt eine U-förmige Führung des Eisenweges. Der plane Anker 22' liegt an dem offenen Ende des U-förmigen Eisenkreises plan dem äußeren Magnetjoch 26b auf und wird von einem Federelement 34 drehmomentfrei auf die äußere Kante des äußeren Magnetjochs 26b gedrückt. Dadurch ensteht in einfacher Weise ein reibungsarmes und drehmomentfreies Lager, wobei die Kante des äußeren Magnetjochs 26b für diese Aufgabe scharfkantig und gratfrei ausgebildet ist. Das Federelement 34 wird in einer Halterung 36 abgestützt und geführt, wobei die Halterung 36 kos­ tengünstig aus Kunststoff als ein Bauteil zusammen mit dem Spulen­ körper 32 gefertigt ist.

In einer ebenso vorteilhaften, nicht gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das Federelement nicht genau mit der Kante des Mag­ netjochs fluchtend angeordnet, so daß ein geringes zusätzliches Drehmoment auf den Anker wirkt. Dieses zusätzliche Drehmoment ist konstruktiv derartig abgestimmt, daß das Drehmoment auf den Anker für jeden Düsenabstand d. h. für jede Länge des Arbeitsluftspalts, im Arbeitsbereich des elektrisch-pneumatischen Umformers, kleiner als das Drehmoment aufgrund der pneumatischen Kraft ist. Dadurch behält der elektrisch-pneumatische Umformer seine geringe Steife des Ankers, die für seine Regeleigenschaften notwendig ist.

In einer anderen, hier nicht dargestellten Ausführungsform gemäß der Erfindung wirkt zusätzlich zu dem kein Drehmoment ausübenden Federelement gemäß Fig. 3 ein weiteres Federelement auf den An­ ker, welches ein Drehmoment auf den Anker bezüglich des Drehlagers ausübt, das für jeden Düsenabstand im Arbeitsbereich des Umformers kleiner als das Drehmoment aufgrund der pneumatischen Kraft ist. Auch damit bleiben die Regeleigenschaften des elektrisch-pneuma­ tischen Umformers erhalten.

In einer weiteren, nicht gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungs­ form ist der Anker im Bereich des Lagers mittels zweier Stifte geführt, um den Anker gegen seitliche Verschiebung, wie sie bei­ spielsweise durch plötzliche Beschleunigung auftreten kann, zu schützen. Weiterhin wird eine besonders geringe Stoßempfindlich­ keit erreicht, indem der Anker bezüglich des Lagers ausgewuchtet ist.

Ebenso vorteilhaft besteht in einer anderen Ausführungsform das Magnetjoch aus einem Ferritschalenkern.

Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirk­ lichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Bezugszeichenliste

10

,

10

'Elektrisch-pneumatischer Umformer

12

,

12

'Zuluft

14

,

14

'Pneumatisches Ausgangssignal

16

,

16

'Drossel

18

,

18

'Düse

20

,

20

'Mündungsöffnung

22

,

22

'Anker

24

,

24

'Arbeitsluftspalt

26

Magnetjoch

26

aInneres Magnetjoch

26

bÄußeres Magnetjoch

28

,

28

'Spule

30

Lager

32

Spulenkörper

34

Federelement

36

Halterung
lLänge des Arbeitsluftspalts
aAbstand zwischen Anker und Magnetjoch

Claims (11)

1. Elektrisch-pneumatischer Umformer (10, 10') nach dem Düse-Prallplatte-Prinzip mit einer Spule (28, 28'), einem Magnetjoch (26, 26a, 26b), einem drehbewegli­ chen Anker (22, 22') und einer verschließbaren Düse (18, 18'), wobei die Länge l des Arbeitsluftspalts (24, 24') zwischen der Mündungsöffnung (20, 20') der Dü­ se (18, 18') und dem Anker (22, 22') zumindest abhängig von dem resultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker (22, 22') abstoßenden pneumatischen Kraft an der Düse (18, 18') und dem resultierenden Drehmoment aufgrund der den Anker (22, 22') anziehenden Magnetkraft einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnetkreis derart geschert ist, daß bei jeder Länge l des Arbeitsluftspalts (24, 24') im Arbeitsbereich des Um­ formers (10, 10') der Betrag des Gradienten des Drehmoments aufgrund der Magnetkraft, bei konstant gehaltenem Stromfluß in der Spule (28, 28'), kleiner als der Betrag des Gradienten des Drehmoments aufgrund der pneumatischen Kraft an der Düse (18, 18') ist, und sich eine stabile Lage des Ankers (22, 22') für jede Länge l des Arbeitsluftspalts (24, 24') im wesentlichen im Gleichge­ wicht zwischen den Drehmomenten aufgrund der pneumatischen und magne­ tischen Kraft einstellt.

2. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Scherung hauptsächlich bewirkende Luftspalt des Magnetkreises zwischen dem Anker (22, 22') und dem Magnetjoch (26, 26a) im Bereich der Düse (18, 18') angeordnet ist, wobei der Abstand a zwischen dem Anker (22, 22') und dem Magnetjoch (26, 26a) vorzugsweise größer als die Länge l des Arbeitsluftspalts (24, 24') ist.

3. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (30, 34) des Ankers (22, 22') drehmomentfrei ausgeführt ist.

4. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager (30, 34) des Ankers (22, 22') reibungsarm ausgeführt ist.

5. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (22) relativ zu dem Lager (30) ausgewuchtet ist.

6. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager des Ankers (22, 22') durch ein Federelement (34) realisiert ist, das den Anker (22') gegen eine Kante des Magnetjochs (26b) drückt.

7. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker im Bereich des Lagers mittels zweier Stifte geführt ist.

8. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil des Magnetjochs (26a) hohl und als Pneumatikkanal genutzt ist, über den die Düse (18') ansteuerbar ist.

9. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetjoch aus einem Ferritschalenkern besteht.

10. Elektrisch-pneumatischer Umformer nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Federelement an den Anker angreift, welches ein Drehmoment relativ zum Drehlager des Ankers ausübt, das für jede Länge l des Arbeitsluftspalts, im Arbeitsbereich des Umformers, kleiner als das Drehmoment aufgrund der pneumatischen Kraft ist.

11. Regler, umfassend einen elektrisch-pneumatischen Umformer (10, 10') nach einem der vorangehenden Ansprüche.