DE68912562T2

DE68912562T2 - Current pressure transducer with self-correcting nozzle using a magnetic fluid.

Info

Publication number: DE68912562T2
Application number: DE1989612562
Authority: DE
Inventors: Robert I Potter
Original assignee: ALUM ROCK TECHNOLOGY SAN JOSE
Current assignee: Moore Industries-International Inc Sepulveda Ca
Priority date: 1988-12-07
Filing date: 1989-10-24
Publication date: 1994-05-05
Anticipated expiration: 2009-10-25
Also published as: DE68912562D1; JP2539931B2; AU4598589A; JPH02225803A; CA1336784C; EP0380762A1; EP0380762B1; AU619927B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Regelung des Luftdrucks mit elektrischen Signalen und insbesondere einen Wandler zum Umwandeln eines elektrischen Stroms in einen entsprechenden Druck in einem Druckluft benutzenden System. Die Erfindung betrifft auch eine Düse, die nützlich für den Strom/Druck-Wandler ist, sowie insbesondere eine Selbstkorrigierende Düsenkonstruktion.The present invention relates to the control of air pressure with electrical signals and, in particular, to a converter for converting an electrical current into a corresponding pressure in a system using compressed air. The invention also relates to a nozzle useful for the current/pressure converter and, in particular, to a self-correcting nozzle design.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION Beschreibung des Standes der TechnikDescription of the state of the art

Druckluft dient in vielen Systemen zur Maschinensteuerung, da sie gegen elektrische Störungen immun und auch in explosionsgefährdeter Umgebung sicher einsetzbar ist. Druckluft wird generell verwendet, um in Industriesystemen Ventile und andere mechanische Einrichtungen zu steuern. Bei der Verwendung von Druckluft in einem System werden im allgemeinen Fühler verwendet, die kleine elektrische Ströme im Bereich von bspw. 4 bis 20 mA erzeugen. Mit diesen Strömen wird der Druckluft ein entsprechender Druck sowie ein ausreichendes Volumen zur Ausführung der gewünschten mechanischen Aufgabe erteilt. In einigen Systemen erfolgt die Wandlung vom elektrischen Strom in einen entsprechenden Druck mit einem Strom/Druck-Wandler , der den Druck eines kleinen Luftvolumens regeln kann, wobei das Luftvolumen mittels üblicher Luftverstärker verstärkt wird. Der herkömmliche Strom/Druck-Wandler entbält eine Düse, die Druckluft mit einer Strömung an die Atmosphäre richtet, die von der Nähe eines Klappenventils zu einer Düsenöffnung abhängt. Das Klappenventil ist allgemein drehbar aufgehängt und wird mittels magnetischer Kräfte gedreht, die ein Elektromagnet erzeugt. die Klappe wird zur Düse hin gedreht, so daß der an die Atmosphäre austretende Luftstrom abgeschwächt wird. Derartige bekannte Einrichtungen sind sehr empfindlich, erfordern während der Fertigung mehrere Einstellvorgänge und sind in der Herstellung verhältnismäßig teuer. Compressed air is used in many systems to control machines because it is immune to electrical interference and can also be used safely in potentially explosive environments. Compressed air is generally used to control valves and other mechanical devices in industrial systems. When using compressed air in a system, sensors are generally used that generate small electrical currents in the range of 4 to 20 mA, for example. These currents give the compressed air an appropriate pressure and a sufficient volume to carry out the desired mechanical task. In some systems, the conversion from electrical current to an appropriate pressure is carried out using a current/pressure converter that measures the pressure a small volume of air, the air volume being amplified by conventional air amplifiers. The conventional flow/pressure converter comprises a nozzle which directs compressed air to the atmosphere at a flow rate which depends on the proximity of a flap valve to a nozzle opening. The flap valve is generally pivotally mounted and is rotated by magnetic forces generated by an electromagnet. The flap is rotated towards the nozzle so that the air flow escaping to the atmosphere is attenuated. Such known devices are very sensitive, require several adjustments during manufacture and are relatively expensive to manufacture.

Eine Düse ist ein konvergierendes oder konvergierend-divergierendes Rohr, das an den Auslaß eines Zulaufrohrs, eines Schlauchs oder einer Druckkammer angeschlossen ist. Der Zweck der Düse ist, den in einem Fluid herrschenden Druck effizient in eine Geschwindigkeit umzusetzen. Eine Düse erlaubt, einen Druck in einem an die Düse angeschlos senen Rohr oder Schlauch aufzubauen.A nozzle is a converging or converging-diverging tube connected to the outlet of a supply pipe, hose or pressure chamber. The purpose of the nozzle is to efficiently convert the pressure in a fluid into a velocity. A nozzle allows pressure to be built up in a pipe or hose connected to the nozzle.

Derzeit bekannte Düsen zum Steuern einer Luftströmung laufen generell zu einem Außendurchmesser aus, der geringfügig größer als der Innendurchmesser ist. Typischerweise ist der Außendurchmesser einer Düse 0.035 inch (0,89 mm) und der Innendurchmesser bspw. 0.026 inch (0,66 mm). Strom/Druck-Wandler, die derartige Düsen benutzen, enthalten gewöhnlich eine Klappe, d.h. ein schwenkbares paddelförmiges Teil oder eine Membran, um die Luftströmung in der Düse zu variieren. In beiden Fällen muß an demjenigen Ende des Wandlers, von dem her die starke Strömung der Luft bzw. des Fluids herrscht, ein guter Abschluß herrschen. Um den erforderlichen guten Abschluß zu erreichen, uß die Klappe bzw. Membran genau in einer zur Düsenachse rechtwinkligen Ebene liegen. Bei unzureichender Ausrichtung schlägt die Klappe oder Membran zuerst auf eine Kante der Düse auf und kann sich dann nicht weiter in eine Stellung bewegen, in der sie einen effektiven vollständigen Abschluß erbringt. Es ist verhältnismäßig schwierig, die gewünschte Rechtwinkligkeit der Klappe bzw. Membran zur Düsenachse zu erreichen.Currently known nozzles for controlling air flow generally taper to an outside diameter that is slightly larger than the inside diameter. Typically, the outside diameter of a nozzle is 0.035 inch (0.89 mm) and the inside diameter is 0.026 inch (0.66 mm). Flow/pressure transducers using such nozzles usually contain a flap, ie a pivoting paddle-shaped member or a diaphragm, to vary the air flow in the nozzle. In both cases, a good seal must be provided at the end of the transducer from which the strong flow of air or fluid is coming. To achieve the required good seal, the flap or diaphragm must be positioned exactly at an angle to the nozzle axis. perpendicular plane. If the alignment is inadequate, the flap or diaphragm will first hit an edge of the nozzle and then be unable to move further into a position where it provides effective complete closure. It is relatively difficult to achieve the desired perpendicularity of the flap or diaphragm to the nozzle axis.

Die gattungsgemäße US-PS 45 79 137 beschreibt einen Wandler mit einer Membran 22, auf der ein magnetischer Knopf 22A angeordnet ist. Wird der magnetische Knopf zu einem Pfosten 12B hin angezogen, nimmt die Größe des Luftspalts zwischen dem Knopf 22A und einem magnetischen Teil 14, in dem eine Öffnung 24 ausgebildet ist, zu. Die Summe der Luftspalte zwischen dem Knopf 22A und dem magnetischen Teil 14 sowie zwischen dem Knopf 22A und dem Pfosten 12 bleibt konstant. In der patentierten Vorrichtung beeinträchtigt der unerwünschte Luftspalt zwischen dem Knopf 22A und dem magnetischen Teil 14 die Wirksamkeit des Magnetkreises und damit die Steuerung des Luftdrucks.The generic US-PS 45 79 137 describes a transducer with a diaphragm 22 on which a magnetic button 22A is arranged. When the magnetic button is attracted to a post 12B, the size of the air gap between the button 22A and a magnetic part 14 in which an opening 24 is formed increases. The sum of the air gaps between the button 22A and the magnetic part 14 and between the button 22A and the post 12 remains constant. In the patented device, the undesirable air gap between the button 22A and the magnetic part 14 impairs the effectiveness of the magnetic circuit and thus the control of the air pressure.

Die US-PS 40 53 952 beschreibt die Verwendung eines magnetischen Fluids zum Verschließen eines Rohrs, das sich in einem menschlichen Körper befindet. Die patentierte Vorrichtung verwendet keine beweglichen Teil in der Mechanik, die wahlweise als Ventil oder als Pumpe dient. Die Patentschrift gibt an, daß, wenn das Magnetfeld des Permanentmagneten anliegt, die Druck des magnetischen Fluids die Membran auf ein Polstück drückt und so den Strömungskanal verschließt (Spalte 5, Zeile 34 - 37) Die patentierte Vorrichtung dient als Ein/Aus-Ventil oder Pumpe, variiert aber nicht die Größe eines Luftspalts ansprechend auf einen Eingangsstrom, der die Stärke eines Magnetfeldes in gewählten Bereichen eines magnetischen Fluids verändert. Die Patentschrift benötigt ein magnetisches Gegenfeld, um dem Feld des Perrnanentmagneten entgegenzuwirken (Spalte 4, Zeile 11 - 17) , das den Rohrteil umgibt, der von dem Druck beeinflußt wird, der nach Aussage der Patentschrift im magnetischen Fluid auftritt. Die Patentschrift lehrt nicht, wie man mittels eines magnetischen Fluids eine Membran bewegt, und geht davon aus, daß (wie in Fig. 2 gezeigt) ein gleichförmiges Magnetfeld, das auf das Gesamtvolumen eines magnetischen Fluids wirkt, in diesem einen Druck erzeugt, um eine Membran zu versetzen. Die patentierte Vorrichtung erfordert zur Betriebs fähigkeit ein Komprimieren oder Expandieren des Fluids oder das Erzeugen von Unterdruckbereichen in der das magnetische Fluid enthaltenden Kammer. Wie in Fig. 2 der Patentschrift gezeigt müßte, wenn die Membran 38 sich bewegen würde, entweder das Volumen des magnetischen Fluids 28 zunehmen oder in der das Fluid 28 enthaltenden Kammer ein Unterdruckbereich erzeugt werden. Die Komprimierbarkeit von Fluiden ist derart, daß die Volumenänderung vernachlässigbar ist und je dem Unterdruckbereich der Umgebungs- bzw. Atmosphärendruck entgegenwirken würde, an den der Inhalt des Vorratsbehälters 14 abgelassen wird. Der atmosphärische Druck, der jederzeit über die Membran 38 auf das magnetische Fluid übertragen wird, ist größer als der Druck, der mit einer magnetischen Einrichtung erzeugt werden kann. Daher bewegt sich die in der Patentschrift beschriebene Membran 38 nicht.US-PS 40 53 952 describes the use of a magnetic fluid to close a tube located in a human body. The patented device uses no moving part in the mechanism, which serves either as a valve or a pump. The patent states that when the magnetic field of the permanent magnet is applied, the pressure of the magnetic fluid presses the diaphragm onto a pole piece, thus closing the flow channel (column 5, lines 34 - 37). The patented device serves as an on/off valve or pump, but does not vary the size of an air gap in response to an input current that changes the strength of a magnetic field in selected regions of a magnetic fluid. The patent requires a counter magnetic field to to counteract the field of the permanent magnet (column 4, lines 11-17) surrounding the tubular portion which is affected by the pressure which the patent states exists in the magnetic fluid. The patent does not teach how to use a magnetic fluid to move a diaphragm and assumes that (as shown in Fig. 2) a uniform magnetic field acting on the total volume of a magnetic fluid will create pressure therein to displace a diaphragm. The patented device requires compression or expansion of the fluid or the creation of regions of negative pressure in the chamber containing the magnetic fluid to operate. As shown in Fig. 2 of the patent, if the diaphragm 38 were to move, either the volume of the magnetic fluid 28 would have to increase or a region of negative pressure would have to be created in the chamber containing the fluid 28. The compressibility of fluids is such that the change in volume is negligible and would be counteracted by the ambient or atmospheric pressure to which the contents of the reservoir 14 are discharged in each negative pressure region. The atmospheric pressure which is transmitted to the magnetic fluid at any time via the membrane 38 is greater than the pressure which can be generated by a magnetic device. Therefore, the membrane 38 described in the patent does not move.

Es ist sehr erwünscht, einen einfachen Strom/Druck-Wandler zu verwenden, der leicht und kostengünstig herstellbar ist und keine individuellen mechanischen Justagen erfordert. ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Strom/Druck-Wandler anzugeben, der den Luftdruck in einer Luft zuführenden Leitung so regelt, daß die Druckdifferenz zwischen dieser Leitung und dem umgebenden Luftdruck sich im wesentlichen linear mit einem angelegten elektrischen Strom ändert. Im folgenden wird das Wort "Druck" benutzt um den Druck relativ zur Umgebung zu bezeichnen.It is highly desirable to use a simple current/pressure converter that is easy and inexpensive to manufacture and does not require individual mechanical adjustments. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the invention to provide a current/pressure converter that regulates the air pressure in an air supply line so that the pressure difference between this line and the surrounding air pressure changes essentially linearly with an applied electric current. In the following, the word "pressure" is used to refer to the pressure relative to the environment.

Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist, einen Wandler anzugeben, der verhältnismäßig effizient arbeitet und gleichmäßige Eigenschaften hat, so daß er nicht einzeln justiert werden muß.Another object of this invention is to provide a converter which operates relatively efficiently and has uniform characteristics so that it does not have to be individually adjusted.

Ein anderes Ziel ist, einen Strom/Druck-Wandler anzugeben, der sich bei geringen Kosten in großen Stückzahlen fertigen läßt.Another aim is to provide a current/pressure converter that can be manufactured in large quantities at low cost.

Ein weiteres Ziel ist, einen Strom/Druck-Wandler anzugeben, der gegen elektrische Störungen immun und in explo-Sionsgefährdeter Umgebung sicher einsetzbar ist.Another goal is to provide a current/pressure converter that is immune to electrical interference and can be used safely in potentially explosive environments.

Es ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, eine Düse/Pol-Stück-Anordnung anzugeben, die einen wirkungsvollen vollständigen Abschluß an dem Düsenende erzeugt an dem ein Fluid oder Luft an die Umgebung ausströmt.It is another object of this invention to provide a nozzle/pole piece assembly that effectively creates a complete closure at the nozzle end where a fluid or air flows out to the environment.

Es ist ein anderes Ziel dieser Erfindung, eine einteilige Düse/Polstück-Anordnung anzugeben, die leichter zu fertigen ist als bekannte Düsen dieser Art.It is another object of this invention to provide a one-piece nozzle/pole piece assembly that is easier to manufacture than known nozzles of this type.

Erfindungsgemäß weist ein Strom/Druck-Wandler ein magnetisches Fluid auf, daß in Kontakt mit einer flexiblen Membran steht. Die Membran reagiert auf auf das magnetische Fluid ausgeübte Kräfte und bewegt sich auf eine Düse hinzu, um den Raum, durch den die von der Düse kommende Luft zur Umgebung abströmt, zu verengen. Die Membran bewegt sich entsprechend einem elektrischen Eingangsstrom. Der Strom wird an eine Spule gelegt, die um einen Magnetkreis gewickelt ist, der die flexible Membran mittels des mag netischen Fluids zur Düse hin bewegt. Die Bewegung der Membran zur Düse schwächt die aus der Düse tretende Luft-Strömung und steigert den Druck der Luft in der Luftzufuhrleitung. In einer Ausführungsform dienen Druckfühlmittel und eine elektronische Rückkopplung dazu, die gewünschte Linearität zwischen dem Druck in der die Luft der Düse zuführenden Leitung und dem elektrischen Eingangsstrom herzustellen.According to the invention, a current/pressure transducer comprises a magnetic fluid in contact with a flexible membrane. The membrane reacts to forces exerted on the magnetic fluid and moves towards a nozzle to narrow the space through which the air coming from the nozzle flows out to the environment. The membrane moves in accordance with an electrical input current. The current is applied to a coil which is wound around a magnetic circuit. which moves the flexible membrane towards the nozzle by means of the magnetic fluid. The movement of the membrane towards the nozzle weakens the air flow exiting the nozzle and increases the pressure of the air in the air supply line. In one embodiment, pressure sensing means and electronic feedback serve to establish the desired linearity between the pressure in the line supplying the air to the nozzle and the electrical input current.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung ist, daß eine selbstkorrigierende Düse/Polstück-Anordnung, die geeignet ist für einen Strom/Druck-Wandler aus einem einzigen Stück magnetischen Materials ausgebildet ist. Die Düse/ Polstück-Anordnung ist so ausgebildet, daß diejenigen Enden von Düse und Polstück, die dem Dichtelement zugewandt sind, bei dem es sich in diesem Fall um eine flexible Membran handelt, koplanar sind. Die Düsenstruktur ist selbstkorrigierend dahingehend daß ein Verkanten oder eine Fehlausrichtung der Membran kompensiert wird. Am der Membran zugewandten Ende des einteiligen Stücks sind Schlitze vorgesehen, durch die überschüssige Luft entweichen kann.Another feature of the invention is that a self-correcting nozzle/pole piece assembly suitable for a current/pressure transducer is formed from a single piece of magnetic material. The nozzle/pole piece assembly is designed so that those ends of the nozzle and pole piece facing the sealing element, which in this case is a flexible membrane, are coplanar. The nozzle structure is self-correcting in that tilting or misalignment of the membrane is compensated. At the end of the one-piece piece facing the membrane, slots are provided through which excess air can escape.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.The invention will now be described in more detail with reference to the drawings.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines erfindungsgemäß hergestellten Strom/Druck-WandlersFig. 1 is a longitudinal section of a current/pressure converter manufactured according to the invention

Fig. 2 ist ein Längsschnitt einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäß hergestellten Strom/Druck-Wandlers;Fig. 2 is a longitudinal sectional view of an alternative embodiment of a current-to-pressure transducer made in accordance with the invention;

Fig. 3 ist ein Teilschnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;Fig. 3 is a partial sectional view of another embodiment of the invention;

Fig. 4 ist eine vergrößerte, teilweise weggebrochene isometrische Darstellung, die die Zuordnung eines Polstücks 11 zur Düse 10 und zur Luftzufuhrleitung 24 zeigt wie sie im erfindungsge mäßen Wandler Anwendung findet;Fig. 4 is an enlarged, partially broken away isometric view showing the association of a pole piece 11 with the nozzle 10 and the air supply line 24 as used in the transducer according to the invention;

Fig. 5 ist eine typische Kurve des Drucks als Funktion des Stroms ohne elektronische Rückkopplung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Strom/Druck-Wandlers;Fig. 5 is a typical pressure versus current curve without electronic feedback to illustrate the operation of the current/pressure transducer;

Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Düse/Polstück-Anordnung; Fig. 7 ist eine Draufsicht auf das geschlitzte Ende der Düse/Polstück-Anordnung, wie sie die Fig. 6 zeigt;Fig. 6 is a side view of a nozzle/pole piece assembly made in accordance with the present invention; Fig. 7 is a plan view of the slotted end of the nozzle/pole piece assembly shown in Fig. 6;

Fig. 8A ist ein vergrößerter, teilweise weggebrochener Schnitt auf der Linie A-A' der Fig. 7;Fig. 8A is an enlarged, partially broken away section taken along line A-A' of Fig. 7;

Fig. 8B ist ein vergrößerter, teilweise weggebrochener Schnitt auf der Linie B-B' der Fig. 7;Fig. 8B is an enlarged, partially broken away section taken along line B-B' of Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Sprengdarstellung einer Zusammenbauzeichnung des Gehäuses, das die Düse/Polstück- Anordnung umgibt;Fig. 9 is an exploded view of an assembly drawing of the housing surrounding the nozzle/pole piece assembly;

Fig. 10 ist eine isometrische Darstellung des Gehäuses, das die Düse/Polstück-Anordnung umschließt, im zusammengesetzten Zustand.Fig. 10 is an isometric view of the housing enclosing the nozzle/pole piece assembly in the assembled state.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT

Wie in Fig. 1 gezeigt, erhält der erfindungsgemäße Strom/ Druck-Wandler Luft unter Druck aus einem Druckluftverstärker 32. Der Druck/Strom-Wandler hat eine Luftzufuhrleitung 24 mit einer Düse 10 an einem Ende und ist mit dem anderen Ende an den Druckluftverstärker 32 angeschlossen.As shown in Fig. 1, the current/pressure converter according to the invention receives air under pressure from a pressure air amplifier 32. The pressure/current converter has an air supply line 24 with a nozzle 10 at one end and is connected at the other end to the pressure air amplifier 32.

Eine Grundplatte 19 aus einem weichmagnetischen Werkstoff ist mit einer Schraube 37 oder anderen geeigneten Mitteln an ein magnetisches Element 20 angefügt. Mit einer Schraube 38 oder anderen geeigneten Mitteln ist an das magnetische Element 20 ein magnetisches Element 21 angesetzt. Ein zylindrisches magnetisches Element 22 sitzt teilweise in einer Öffnung im magnetischen Element 21 in Berührung mit diesem. Wie die Fig. 4 zeigt, ist am oberen Ende des rohrförmigen Elements 22 ein Polstück 11 vorgesehen.A base plate 19 made of a soft magnetic material is fixed with a screw 37 or other suitable means attached to a magnetic element 20. A magnetic element 21 is attached to the magnetic element 20 by a screw 38 or other suitable means. A cylindrical magnetic element 22 is partially seated in an opening in the magnetic element 21 in contact therewith. As shown in Fig. 4, a pole piece 11 is provided at the upper end of the tubular element 22.

Die Grundplatte 19 enthält zwei Kammern 14, 16, die ein Kapillarkanal 15 miteinander verbindet. Erfindungsgemäß enthalten die Kammern 14, 16 und der Kapillarkanal 15 ein magnetisches Fluid 30, bei dem es sich um eine kolloidale Suspension magnetischer Teilchen in einer nichtmagnetischen Trägerflüssigkeit handeln kann, bspw. Ferrofluid (Warenzeichen der Fa. Ferrofluidics Corporation, Nashua, New Hampshire) . Das magnetische Fluid 30 kann auch ein beliebiges nichtkolloidales Verbundrnaterial sein, das keine Scherkräfte übertragen kann und magnetisch suszeptibel ist. Ein Stopfen 18 ist vorgesehen, damit der Kapillarkanal 15 und die Kammern 14, 16 mit dem magnetischem Fluid 30 gefüllt werden können.The base plate 19 contains two chambers 14, 16, which are connected to one another by a capillary channel 15. According to the invention, the chambers 14, 16 and the capillary channel 15 contain a magnetic fluid 30, which can be a colloidal suspension of magnetic particles in a non-magnetic carrier liquid, for example ferrofluid (trademark of Ferrofluidics Corporation, Nashua, New Hampshire). The magnetic fluid 30 can also be any non-colloidal composite material that cannot transmit shear forces and is magnetically susceptible. A plug 18 is provided so that the capillary channel 15 and the chambers 14, 16 can be filled with the magnetic fluid 30.

Auf einen Teil des magnetischen Elements 22 ist eine Spule 23 gewickelt. Die Grundplatte 19, die magnetischen Elemente 20, 21, 22, der Spalt zwischen dem Polstück 11 und das magnetische Fluid in der Kammer 14 bilden einen magnetischen Flußkreis. Bei an der Spule 23 liegenden Strom ändert sich der magnetische Fluß am Polstück 11 mit der Stärke des Stromsignals.A coil 23 is wound on a portion of the magnetic element 22. The base plate 19, the magnetic elements 20, 21, 22, the gap between the pole piece 11 and the magnetic fluid in the chamber 14 form a magnetic flux circuit. When current is applied to the coil 23, the magnetic flux at the pole piece 11 changes with the strength of the current signal.

Erfindungsgemäß sind flexible Membranen 13, 17 an den unteren offenen Enden der Kammern 14, 16 angeordnet; sie schließen diese ab und halten das in ihnen enthaltene magnetische Fluid 30 in ihnen zurück. Die flexiblen Membranen 13, 17 sind von einem nichtmagnetischen Haltelemente bzw. Ring 25 gehalten, der auf den Membranen aufliegt. Das Element 25 ist an seiner freien Oberfläche mit Schrauben oder anderen geeigneten Mitteln auf der Grundplatte 19 festgelegt.According to the invention, flexible membranes 13, 17 are arranged at the lower open ends of the chambers 14, 16; they close them off and retain the magnetic fluid 30 contained therein. The flexible membranes 13, 17 are supported by a non-magnetic holding element or Ring 25 which rests on the membranes. The element 25 is fixed on its free surface to the base plate 19 by screws or other suitable means.

Im Betrieb liefert der Druckluftverstärker über die Luftzufuhrleitung 24 Luft unter Druck an die Düse 10. Die Luft strömt durch den Raum zwischen der Membran 13 und der Oberfläche der Düse 10. Austrittslöcher 12 oder eine andere geeignete Einrichtung sind im oberen Teil des magnetischen Elementes 22 (vergl. Fig. 4) vorgesehen, um einen unerwünschten Druckaufbau zwischen dem Polstück 11 und der Membran 13 zu verhindern, Ein Luftdruckfühler 26 erfaßt den Druck der Druckluft in der Luftzufuhrleitung 24 und erzeugt ein dem Druckwert entsprechendes Signal. Das Signal geht an eine elektronische Rückkopplungsschaltung 27 die auch auf der Leitung 34 den Eingangsstrom erhält. Der Eingangsstrom und das dem Druckwert entsprechende Signal werden in der Schaltung 27 verglichen und ein diesem Vergleich entsprechender Strom geht auf die Spule 23. Die elektronische Rückkoppelschaltung 27 stellt den Iststrom zur Spule 23 so nach, daß der Druck in der Luftleitung 24 im wesentlichen linear mit dem Eingangsstrom verläuft. Der Eingangsstrom hält die Spule betrieblich in einem erregten Zustand; folglich verteilt das Polstück 11 den magnetischen Fluß in dem an der Membran 13 befindlichen Bereich. Die Stärke des aus dem Polstück 11 austretenden magnetischen Flusses variiert mit den Änderungen des der Spule 23 zugeführten Stroms. Das magnetische Fluid 30 in der Kammer 14 wird zum Polstück ll hin angezogen und die Membran 13 in einem Ausmaß verformt, das in unmittelbarem Zusammenhang mit der Stärke des der Spule 23 zugeführten Stroms steht. Die Membran 13 verformt sich und bewegt sich auf das Polstück 11 zu, so daß der Raum zwischen der Membran 13 und der Düse 10 kleiner wird. Folglich nimmt der Druck der Luft in der der Düse 10 Luft zuführenden Leitung 24 zu. Während der Verformung der Membran 13, die sich aus der Bewegung des magnetischen Fluids 30 zum Polstück 11 ergibt, wird das Volumen des magnetischen Fluids, das infolge der Auslenkung der Membran l3 aus der Kammer 14 abgezogen wird, aus der Kammer l6 nachgefüllt Dabei bewegt sich die Membran 17 im gleichen Ausmaß, aber in zur Membran 13 entgegengesetzter Richtung in die Kammer 16 hinein.In operation, the air amplifier supplies air under pressure to the nozzle 10 via the air supply line 24. The air flows through the space between the diaphragm 13 and the surface of the nozzle 10. Exit holes 12 or other suitable means are provided in the upper part of the magnetic element 22 (see Fig. 4) to prevent undesirable pressure buildup between the pole piece 11 and the diaphragm 13. An air pressure sensor 26 senses the pressure of the compressed air in the air supply line 24 and produces a signal corresponding to the pressure value. The signal is passed to an electronic feedback circuit 27 which also receives the input current on line 34. The input current and the signal corresponding to the pressure value are compared in the circuit 27 and a current corresponding to this comparison is passed to the coil 23. The electronic feedback circuit 27 adjusts the actual current to the coil 23 so that the pressure in the air line 24 is substantially linear with the input current. The input current operatively maintains the coil in an energized state; consequently, the pole piece 11 distributes the magnetic flux in the area adjacent to the diaphragm 13. The strength of the magnetic flux exiting the pole piece 11 varies with changes in the current supplied to the coil 23. The magnetic fluid 30 in the chamber 14 is attracted to the pole piece 11 and the diaphragm 13 is deformed to an extent directly related to the strength of the current supplied to the coil 23. The diaphragm 13 deforms and moves toward the pole piece 11 so that the space between the diaphragm 13 and the nozzle 10 becomes smaller. Consequently, the pressure the air in the line 24 supplying air to the nozzle 10. During the deformation of the membrane 13, which results from the movement of the magnetic fluid 30 towards the pole piece 11, the volume of magnetic fluid which is withdrawn from the chamber 14 as a result of the deflection of the membrane l3 is replenished from the chamber l6. The membrane 17 thereby moves into the chamber 16 to the same extent, but in the opposite direction to the membrane 13.

Wie die Fig. 2 zeigt befindet sich die Luftzufuhrleitung 24 mit der Düse 10 unter der Kammer 16. Die Spule 23 sowie die zugehörigen magnetischen Elemente 20, 21, 22, die Grundplatte 19 und das Polstück 11 verbleiben in Zuordnung zur Kammer 14 zum Zusammenwirken mit der Membran 13. Eine Zunahme des Stroms zur Spule 23 bewirkt eine Verformung der Membran 13 zum Polstück 11 hin, so daß das aus der Kammer 16 zur Kammer 14 hin verdrängte Volumen des magnetischen Fluids die Membran 17 von der Düse 10 hinwegbewegt. Folglich nimmt der Druck der Luft in der Leitung 24 ab. In der Ausführungsform nach Fig. 2 besteht die Luftzufuhrleitung 24 aus nichtmagnetischem Werkstoff wie Aluminium oder ist alternativ gegen den die Spule 23 und das magnetische Element 31 u.a. enthaltenden Magnetkreis magnetisch isoliert.As shown in Fig. 2, the air supply line 24 with the nozzle 10 is located under the chamber 16. The coil 23 and the associated magnetic elements 20, 21, 22, the base plate 19 and the pole piece 11 remain associated with the chamber 14 for interaction with the membrane 13. An increase in the current to the coil 23 causes a deformation of the membrane 13 towards the pole piece 11, so that the volume of magnetic fluid displaced from the chamber 16 to the chamber 14 moves the membrane 17 away from the nozzle 10. Consequently, the pressure of the air in the line 24 decreases. In the embodiment according to Fig. 2, the air supply line 24 is made of non-magnetic material such as aluminum or, alternatively, is magnetically insulated from the magnetic circuit containing the coil 23 and the magnetic element 31, among others.

Eine Besonderheit der Erfindung ist ihre Unempfindlichkeit gegenüber der Schwerkraft oder Beschleunigungskräften. Da das magnetische Fluid 30 verhältnismäßig inkomprimierbar ist, lenken die Membranen 13, 17 gleich weit in entgegengesetzter Richtung aus. In der Ausführungsform mit koplanaren Membranen ist der Wandler unempfindlich gegenüber Kräften, die rechtwinklig zur Membranebene wirken. Der Wandler ist verhältnismäßig unempfindlich gegenüber rechtwinklig zur Zeichenebene und zu einer durch die Mittellinie der Kammern verlaufenden Linie aufgebrachten Kräften, und zwar unabhängig davon, ob die Membranen koplanar sind. Die viskose Dämpfung beim Durchgang des Fluids 30 durch den Kapillarkanal 15 bewirkt weiterhin, daß der Wandler unempfindlich gegenüber Stößen beliebiger Richtung ist. Die Dämpfung nimmt mit der Viscosität des magnetischen Fluids 30 bzw. abnehmender Leitfähigkeit des Kapillarkanals 15 zu. Die Dämpfung kann auch zum Begrenzen höherfrequenter Bewegungen des Wandlers dienen.A special feature of the invention is its insensitivity to gravity or acceleration forces. Since the magnetic fluid 30 is relatively incompressible, the membranes 13, 17 deflect equally in opposite directions. In the embodiment with coplanar membranes, the transducer is insensitive to forces acting at right angles to the membrane plane. The transducer is relatively insensitive to forces acting at right angles to the plane of the drawing and to a force passing through the center line. the chambers, regardless of whether the membranes are coplanar. The viscous damping when the fluid 30 passes through the capillary channel 15 also means that the transducer is insensitive to shocks in any direction. The damping increases with the viscosity of the magnetic fluid 30 or the decreasing conductivity of the capillary channel 15. The damping can also be used to limit higher frequency movements of the transducer.

Wie die Fig. 3 zeigt die eine weitere Ausführungsform der Erfindung darstellt, erhält man eine weitere Erhöhung der Empfindlichkeit, indem man ein Element 28 aus massivem weichmagnetischem Werkstoff - bspw. Eisen - in der Mitte der Membran 13 befestigt. Das Element 28 befindet im magnetischen Fluid in der Kammer 24 und hat eine höhere Sättigungsmagnetisierung als das magnetische Fluid. Das Element 28 kann auch dem Mittelteil der Membran Steife erteilen. Um Unempfindlichkeit gegenüber Stößen zu erhalten, liegt ein Element 29 in der Kammer l6 und ist an der Membran 17 befestigt. Das Element 29 kann im wesentlichen identisch mit dem Element 28 ausgeführt sein oder aus einem nichtmagnetischen Material in geeigneter Größe und Gestalt ausgeführt sein, um die gewünschte Unempfindlichkeit zu erreichen.As shown in Fig. 3, which represents another embodiment of the invention, a further increase in sensitivity is obtained by attaching an element 28 made of solid soft magnetic material - for example iron - in the middle of the diaphragm 13. The element 28 is located in the magnetic fluid in the chamber 24 and has a higher saturation magnetization than the magnetic fluid. The element 28 can also provide rigidity to the middle part of the diaphragm. To obtain insensitivity to shocks, an element 29 is located in the chamber 16 and is attached to the diaphragm 17. The element 29 can be made essentially identical to the element 28 or made of a non-magnetic material of a suitable size and shape to achieve the desired insensitivity.

Die Fig. 5 ist eine Kurve der Druckänderung (atm (psi) als Funktion des Stroms (mA) . In einer realen Ausführungsform der Erfindung wurde ein Ferrofluid mit 450 Gauss und 400 cP verwendet. Beim Element 28 handelt es sich um eine Stahlscheibe mit einem Durchmesser von 3/8 inch (9,52 mm) und einer Länge von 3/16 inch (4,76 mm), die mit RTV-Silikonkleber auf die Membran 13 aufgeklebt war. Der Anschlußdruck der Druckluftversorgung beträgt 18 psi (1,22 atm). Diese Parameter, Werkstoffe und Abmessungen sind ersichtlich nur beispielhaft und schränken die Erfindung nicht ein.Figure 5 is a graph of pressure change (atm (psi) as a function of current (mA). In an actual embodiment of the invention, a ferrofluid of 450 gauss and 400 cP was used. The element 28 is a steel disk with a diameter of 3/8 inch (9.52 mm) and a length of 3/16 inch (4.76 mm) which was glued to the membrane 13 with RTV silicone adhesive. The connection pressure of the compressed air supply is 18 psi (1.22 atm). These parameters, materials and dimensions are obviously only examples and do not limit the invention.

In einem alternative Ansatz weist der Wandler eine einzige Kammer und eine einzige flexible Membran auf. In einem solchen Fall befindet sich über dem magnetischen Fluid ein Luftraum, in den hinein die Membran auslenken kann.In an alternative approach, the transducer has a single chamber and a single flexible diaphragm. In such a case, there is an air space above the magnetic fluid into which the diaphragm can deflect.

In einem weiteren Ansatz ist die Düse 10 aus magnetischem Werkstoff gefertigt und fungiert auch als Polstück 11. Bei diesem Ansatz entfallen das äußere koaxiale Element 11 und die Löcher 12 der Fig. 4.In another approach, the nozzle 10 is made of magnetic material and also functions as a pole piece 11. In this approach, the outer coaxial element 11 and the holes 12 of Fig. 4 are omitted.

Der hier offenbarte Strom/Druck-Wandler benutzt ein magnetisches Fluid, daß in Wechselwirkung tritt mit flexiblen Membranen, die nahe an der Düse eine Luftleitung liegen. der Wandler ist gut zur Massenproduktion geeignet, ist kostengünstig zu erstellen, arbeitet wirksam und erfordert keine individuellen Einstellungen.The current/pressure transducer disclosed here uses a magnetic fluid that interacts with flexible diaphragms located close to the nozzle of an air line. The transducer is well suited for mass production, is inexpensive to manufacture, operates efficiently, and does not require individual adjustments.

Eine weitere Besonderheit der Erfindung ist eine Düse/Pol-Stück-Anordnung, die aus einem Stab 40 aus magnetischem Werkstoff gefertigt ist, bspw. Carpenter High Permeability "49" Alloy. In dieser speziellen Ausführungsform hat der Stab 40 einen Durchmesser von ca. 3/16 inch (4.76 mm) Wie in Fig. 6 gezeigt ist der magnetische Stab 40 mit funktionellen Polstücken 41 am geschlitzten Ende ausgebildet.Another feature of the invention is a nozzle/pole piece assembly made from a rod 40 of magnetic material, e.g. Carpenter High Permeability "49" alloy. In this particular embodiment, the rod 40 has a diameter of approximately 3/16 inch (4.76 mm). As shown in Fig. 6, the magnetic rod 40 is formed with functional pole pieces 41 at the slotted end.

Die Schlitze 43 erlauben das Entweichen von überschüssiger Luft und sind mit Sägen oder Schlitzfräsern verhältnismäßig einfach einzuarbeiten - im Gegensatz zu individuellen Ablaßlöchern l2 und der zugehörigen tiefen Umfangsnut zwischen den Elementen 10, 11, in die die Löcher münden (vergl. Fig. 2). Die Polstücke 41 liefern den magnetischen Fluß für das Zusammenwirken mit dem in der elektrischen Spule (nicht gezeigt) des elektromagnetische- Kreises fließenden elektrischen Strom. Beim Anlegen eines elektrischen Stroms an die Spule bewegt sich das magnetische Fluid 30, was seinerseits, wie oben erläutert, zu einer Bewegung der flexiblen Membran und damit zur Steuerung der durch die Düse strömenden Luft führt.The slots 43 allow excess air to escape and are relatively easy to cut with saws or slot cutters - in contrast to individual drain holes l2 and the associated deep circumferential groove between the elements 10, 11 into which the holes open (see Fig. 2). The pole pieces 41 provide the magnetic flux for interaction with the magnetic flux contained in the electrical Coil (not shown) of the electromagnetic circuit. When an electric current is applied to the coil, the magnetic fluid 30 moves, which in turn, as explained above, causes the flexible membrane to move and thus controls the air flowing through the nozzle.

Die Stange 40 hat einen Gewindeabschnitt 42 zum Einschrauben in die Kappe 44 einer Gehäuseanordnung, die in Fig. 9 gezeigt ist. Desgl. ist auf dem an den Gewindeabschnitt 42 angrenzenden Stabende ein Sechskant 47 ausgebildet, mit dem der Stab gedreht werden kann, um die Höhe der Düse relativ zur Membran zum einwandfreien Arbeiten zu justieren; mit einer Mutter 68 wird er dann in der Sollage fixiert.The rod 40 has a threaded portion 42 for screwing into the cap 44 of a housing assembly shown in Fig. 9. Likewise, a hexagon 47 is formed on the end of the rod adjacent to the threaded portion 42, by which the rod can be rotated to adjust the height of the nozzle relative to the diaphragm for proper operation; it is then fixed in the desired position with a nut 68.

Die Fig. 7 zeigt eine Endansicht der Düse/Polstück-Anord nung 40 auf das geschlitzte Ende gesehen. Der Stab 40 ist mit einem oder mehreren Längsschlitzen 43 ausgeführt, die elnwärts bis mindestens zum Außendurchmesser einer verhältnismßig flachen Nut 46 verlaufen, die im Ende des Stabs 40 ausgebildet ist. Die Schlitze 43 dienen dem gleichen Zweck wie die in Fig. 2 dargestellten Löcher 12, um das Entweichen überschüssiger Luft zu erlauben, sind aber einfacher einzuarbeiten und zu erstellen als querverlaufende Löcher. Die Nut 46 kann entfallen, wenn die Schlitze 43 bis an den verengten Kanal 49 heran verlaufen.Figure 7 shows an end view of the nozzle/pole piece assembly 40 looking at the slotted end. The rod 40 is formed with one or more longitudinal slots 43 extending inwardly to at least the outside diameter of a relatively shallow groove 46 formed in the end of the rod 40. The slots 43 serve the same purpose as the holes 12 shown in Figure 2 to allow excess air to escape, but are easier to machine and create than transverse holes. The groove 46 may be omitted if the slots 43 extend to the narrowed channel 49.

Wie in den Fig. 8A und 8B dargestellt, ist im Inneren des Düsenrohrs 48 ein offener Kanal ausgebildet, um den Durchgang und das Entweichen von Luft zu erlauben. Das Düsenrohr 48 kann an dem der Membran zugewandten Ende verjüngt sein, so daß am Ende des Düsenkanals 48 ein eingeschnürter Kanal 49 entsteht. Der eingeschnürte Abschnitt 49 des Kanals 48 (Fig. 8A und 8B) reduziert das Luftvolumen, das bei gegebenem Druck aus der Düse austritt. Die Stärke der Luftströmung aus dem Kanalabschnitt 49 hinaus wird von der Lage der Membran 13 bestimrnt, die vom magnetischen Fluid ansprechend auf die elektrische Stromzufuhr zur Spule des elektromagnetischen Kreises gesteuert wird.As shown in Figs. 8A and 8B, an open channel is formed inside the nozzle tube 48 to allow the passage and escape of air. The nozzle tube 48 may be tapered at the end facing the membrane so that a constricted channel 49 is formed at the end of the nozzle channel 48. The constricted portion 49 of the channel 48 (Figs. 8A and 8B) reduces the volume of air exiting the nozzle at a given pressure. The strength of the Air flow out of the channel section 49 is determined by the position of the diaphragm 13, which is controlled by the magnetic fluid in response to the electrical current supply to the coil of the electromagnetic circuit.

Die Sprengdarstellung der Fig. 9 zeigt das Hauptgehäuse 50 für die einteilige Düse/Polstück-Anordnung, die aus Weicheisen hergestellt ist. Die Membranen 52, 54 sind von einem weicheisernen Abstandhalter 56 getrennt, der mit Kammern 58 und 60 für magnetisches Fluid ausgebildet ist. 0-Ringdichtungen 62 und 64 sind zusammen mit den Kammern vorgesehen. Ein Kappe 66 aus Aluminium mit Innengewinde ist an der Membran 54 zum Auf setzen auf den Abstandhalter 56 angeordnet. Eine Kontermutter 67 befindet sich an der Kappe 66 und vier Kopfschrauben 70 legen den Abstandhalter 56 und die Kappe 66 mit den Membranen 52, 54 auf dem Hauptgehäuse 50 fest. Eine zweite Düse (nicht gezeigt) kann in die Kappe 66 eingeschraubt sein, um mit der Membran 54 zusammenzuwirken.The exploded view of Fig. 9 shows the main housing 50 for the one-piece nozzle/pole piece assembly, which is made of soft iron. The diaphragms 52, 54 are separated by a soft iron spacer 56 formed with chambers 58 and 60 for magnetic fluid. O-ring seals 62 and 64 are provided with the chambers. An internally threaded aluminum cap 66 is disposed on the diaphragm 54 for seating over the spacer 56. A lock nut 67 is disposed on the cap 66 and four cap screws 70 secure the spacer 56 and cap 66 with the diaphragms 52, 54 to the main housing 50. A second nozzle (not shown) may be threaded into the cap 66 to cooperate with the diaphragm 54.

Am anderen Ende des Gehäuses 50 ist das Element 44 mit Innengewinde, das als Weicheisenkappe mit Innengewinde zum Einschrauben der Düse ausgebildet ist, mit einer Kontermutter 68 mittels vier Schrauben 72 mit Innensechskantkopf am Hauptgehäuse 50 festgelegt.At the other end of the housing 50, the element 44 with internal thread, which is designed as a soft iron cap with internal thread for screwing in the nozzle, is fixed to the main housing 50 with a lock nut 68 by means of four screws 72 with hexagon socket head.

Die Fig. 10 zeigt die zusammengesetzte Anordnung mit einer Kerbe 74 im Gehäuse 50, die das Anschließen elektrischer Schaltungen an die elektrische Spule des elektromagnetischen Kreises sowie das Entweichen überschüssiger Luft erlaubt.Fig. 10 shows the assembled arrangement with a notch 74 in the housing 50 which allows the connection of electrical circuits to the electrical coil of the electromagnetic circuit and the escape of excess air.

Infolge der Einteiligkeit der Düse und des Polstücks, die aus einem einzigen magnetischen Stab herausgearbeitet sind, liegen das Ende des Düsenrohrs 46 und das Ende des Polstücks 41 iin wesentlichen koplanar. Wird die elektromagnetische Kraft vom magnetischen Fluid 30 auf die Oberseite der Membran 13 aufgebracht, paßt die Membran sich mit der Unterseite an die Gestalt des Polstücks 41 an. Da die Enden des Polstücks 41 und des Düsenrohrs 46 planar im wesentlichen miteinander fluchten, schafft die Membran einen vollständigen Abschluß an der Stirnfläche der Düse.Due to the one-piece design of the nozzle and the pole piece, which are machined from a single magnetic rod, the end of the nozzle tube 46 and the end of the Pole piece 41 is substantially coplanar. When the electromagnetic force from the magnetic fluid 30 is applied to the top of the diaphragm 13, the bottom of the diaphragm conforms to the shape of the pole piece 41. Since the ends of the pole piece 41 and the nozzle tube 46 are substantially coplanar with one another, the diaphragm creates a complete seal at the face of the nozzle.

Mit der hier offenbarten Konstruktion der Düse/Polstück-Anordnung wird jede Verkantung der Membran 13 automatisch korrigiert, da die Kraft der Membran zwischen einem Punkt erster Berührung der Membran 13 mit dem Ende des größerdurchmessrigen Polstücks 41 und dem koplanaren Ende des Düsenrohrs wirkt. Die einteilige Düse/Polstück-Anordnung ist auch mit den zum Entweichen von Luft am Ende des Stabs ausgebildeten Schlitzen 44 einfacher zu fertigen als mit den querverlaufenden Löchern der bekannten Düsenanordnungen. Diese querverlaufenden Löcher erfordern entweder schwierige Bearbeitungsprozesse, um eine tiefe Nut zwischen der Düse 10 und dem Polstück 11 einzubringen, oder eine getrennte Fertigung von Düse 10 und Polstück 11, in welchem Fall ein Zusammenbau dieser Teile mit der gewünschten Koplanarität schwierig ist.With the nozzle/pole piece assembly design disclosed here, any tilting of the diaphragm 13 is automatically corrected because the force of the diaphragm acts between a point of first contact of the diaphragm 13 with the end of the larger diameter pole piece 41 and the coplanar end of the nozzle tube. The one-piece nozzle/pole piece assembly is also easier to manufacture with the slots 44 formed at the end of the rod for air to escape than with the transverse holes of the known nozzle assemblies. These transverse holes require either difficult machining processes to create a deep groove between the nozzle 10 and the pole piece 11 or separate manufacture of the nozzle 10 and pole piece 11, in which case assembly of these parts with the desired coplanarity is difficult.

Claims

1. Strom/Druck-Wandler mit1. Current/pressure converter with

- einer Grundplatte (19) bzw. einem Gehäuse aus magnetischem Material,- a base plate (19) or a housing made of magnetic material,

- mindestens einer in der Grundplatte (19) ausgebildeten Kammer (14) mit offenem Ende, das von einer flexiblen Membran (13) verschlossen ist;- at least one chamber (14) formed in the base plate (19) with an open end which is closed by a flexible membrane (13);

- einer Luftzufuhreinrichtung (24) mit einer Austrittsdüse (10) , die sehr nahe an der flexiblen Membran (13) angeordnet ist;- an air supply device (24) with an outlet nozzle (10) which is arranged very close to the flexible membrane (13);

- einer elektromagnetische- Einrichtung mit einer Spule (23) , die auf ein magnetisches Kernelement (22, 31) aufgewickelt ist, das an einem Ende mit einem magnetischen Polstück (11) versehen ist, das sehr nahe an der flexiblen Membran (13) angeordnet ist, wobei das andere Ende des magnetischen Kernelements (22, 31) magnetisch leitend mit der Grundplatte (19) zusammengefügt ist; und- an electromagnetic device with a coil (23) wound on a magnetic core element (22, 31) provided at one end with a magnetic pole piece (11) arranged very close to the flexible membrane (13), the other end of the magnetic core element (22, 31) being magnetically conductively connected to the base plate (19); and

- einer Quelle eines Eingangsstroms (27, 34) , die mit der Spule (23) verbunden ist, um in dem Spalt zwischen dem Polstück (11) und der Membran (13) ein Magnetfeld zu erzeugen, um die flexible Membran (13) relativ zur Düse (10) zu versetzen und damit den Luftdruck in der Luftzufuhreinrichtung (24) entsprechend dem Eingangsstrom zu verändern;- a source of input current (27, 34) connected to the coil (23) to generate a magnetic field in the gap between the pole piece (11) and the diaphragm (13) to displace the flexible diaphragm (13) relative to the nozzle (10) and thereby change the air pressure in the air supply device (24) in accordance with the input current;

gekennzeichnet durch ein in der Kammer (14) enthaltenes Volumen eines magnetischen Fluids (30) wobei das Magnetfeld in mindestens einem Teil des Volumens des magnetischen Fluids (30) wirkt, der Versatz der flexiblen Mernbran (13) bei erhaltenem und konstantgehaltenem Volumen des magnetischen Fluids (30) erfolgt und das Volumen des magnetischen Fluids (30), das in der Kammer (14) beim Versatz der flexiblen Membran (13) verdrängt wird, von einer in der Grundplatte (19) angeordneten Sammlereinrichtung (16, 17) kompensiert wird.characterized by a volume of a magnetic fluid (30) contained in the chamber (14), wherein the magnetic field in at least a part of the volume of the magnetic Fluid (30), the displacement of the flexible membrane (13) takes place while the volume of the magnetic fluid (30) is maintained and kept constant, and the volume of the magnetic fluid (30) which is displaced in the chamber (14) when the flexible membrane (13) is displaced is compensated by a collector device (16, 17) arranged in the base plate (19).

2. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 1, bei dem das Kernelement ein magnetisches Rohrelement (22) umfaßt und die Spule (23) auf dieses Element gewickelt ist.2. Current/pressure converter according to claim 1, wherein the core element comprises a magnetic tubular element (22) and the coil (23) is wound on this element.

3. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 2, bei dem die Luftzufuhreinrichtung ein Rohr (24) aufweist, das koaxial mit dem magnetischen Rohrelement (22) liegt.3. Current/pressure converter according to claim 2, wherein the air supply device comprises a tube (24) which is coaxial with the magnetic tube element (22).

4. Strom/Druck-Wandler nach einem der vorgehenden Ansprüche mit einem Magnetstück (28) , das in der Kammer (14) an der Membran (13) angeordnet ist.4. Current/pressure converter according to one of the preceding claims with a magnet piece (28) which is arranged in the chamber (14) on the membrane (13).

5. Strom/Druck-Wandler nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem in der Kammer (14) ein Luftraum vorgesehen ist, der eine Auslenkung der Membran erlaubt.5. Current/pressure converter according to one of the preceding claims, in which an air space is provided in the chamber (14) which allows a deflection of the membrane.

6. Strom/Druck-Wandler nach einem der vorgehenden Ansprüche mit einer Druckfühleinrichtung (26) und einer elektronischen Rückkoppelschaltung (27) zum Begrenzen des der Spule (23) zugeführten Stroms derart, daß der Druck im wesentlichen linear mit dem Eingangsstrom zusammenhängt.6. Current/pressure converter according to one of the preceding claims with a pressure sensing device (26) and an electronic feedback circuit (27) for limiting the current supplied to the coil (23) such that the pressure is substantially linearly related to the input current.

7. Strom/Druck-Wandler nach einem der vorgehenden Ansprüche mit Mitteln (25) , um die Membran (13) am offenen Ende der Kammer (14) in der Solllage zu halten.7. Current/pressure converter according to one of the preceding claims with means (25) to hold the membrane (13) at the open end of the chamber (14) in the desired position.

8. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 1 mit einer zweiten Kammer (16) und einer Einrichtung (15), die die erste und die zweite Kammer (14, 16) miteinander verbindet,wobei die zweite Kammer (16) ein offenes Ende hat, das von einer zweiten flexiblen Membran (17) verschlossen ist, um das magnetische Fluid (30) in den Kammern (14, 16) und der Verbindungseinrichtung (15) zurückzuhalten, wobei die elektromagnetische Einrichtung (23, 22, 31) , wenn erregt, mit dem magnetischen Fluid (30) so zusammenwirkt, daß eine gewählte der Membranen (13, 17) ausgelenkt wird.8. Current/pressure converter according to claim 1, comprising a second chamber (16) and means (15) which separate the first and the second chamber (14, 16) together, the second chamber (16) having an open end closed by a second flexible membrane (17) to retain the magnetic fluid (30) in the chambers (14, 16) and the connecting means (15), the electromagnetic means (23, 22, 31), when energized, cooperating with the magnetic fluid (30) to deflect a selected one of the membranes (13, 17).

9. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 8, bei der die elektromagnetische Einrichtung (23, 31) so angeordnet ist, daß sie mit dem magnetischen Fluid (30) in einer (14) der Kammer (14, 16 ) zusammenwirkt, um eine gewählte (13) der Membranen (13, 17) zu verformen, und bei der die Luftzufuhreinrichtung (24) so angeordnet ist, daß sie mit der anderen (17) der Membranen (13, 17) zusammenwirkt.9. Current/pressure converter according to claim 8, wherein the electromagnetic means (23, 31) is arranged to cooperate with the magnetic fluid (30) in one (14) of the chambers (14, 16) to deform a selected one (13) of the diaphragms (13, 17), and wherein the air supply means (24) is arranged to cooperate with the other (17) of the diaphragms (13, 17).

10. Strom/Druck-Wandler nach Anspruch 8 oder 9, bei dem die Membranen (13, 17) koplanar sind.10. Current/pressure converter according to claim 8 or 9, in which the membranes (13, 17) are coplanar.

11. Einteilige Düse/Polstück-Anordnung zur Verwendung mit einem Strom/Druck-Wandler nach einem der vorgehenden Ansprüche, welche Anordnung11. A one-piece nozzle/pole piece assembly for use with a current/pressure transducer according to any one of the preceding claims, which assembly

- einen Längsstab (40) aus magnetischem Werkstoff und- a longitudinal rod (40) made of magnetic material and

- ein in einem mittigen Teil des Stabs (40) ausgebildetes Düsenrohr (48) aufweist, um den Durchgang von von einer Luftquelle her erhaltener Luft zuzulassen;- a nozzle tube (48) formed in a central part of the rod (40) to allow the passage of air received from an air source;

- wobei ein Ende des Stabs (40) ein magnetisches Polstück (41) bildet, dessen Ende im wesentlichen koplanar mit einem ende des Düsenrohrs (48) liegt, und- wherein one end of the rod (40) forms a magnetic pole piece (41) whose end is substantially coplanar with one end of the nozzle tube (48), and

- an dem einen Ende des Stabs (40) Längsschlitze (43) ausgebildet sind, die ein Entweichen von Luft erlauben.- longitudinal slots (43) are formed at one end of the rod (40) to allow air to escape.

12. Anordnung nach Anspruch 11 mit-einer das Düsenrohr (48) umgreifenden Nut (46) , wobei die Schlitze (43) mit der Nut (46) verbunden sind.12. Arrangement according to claim 11 with a groove (46) surrounding the nozzle tube (48), wherein the slots (43) are connected to the groove (46).

13. Anordnung nach Anspruch 11 oder 12 mit einem Gewindeelement (42) , das auf einen Teil des Stabs (40) am anderen Ende desselben aufgesetzt ist, einer Gehäusekappe (47) zum Aufschrauben auf das Gewindelement (42) und mit einer einteilig mit dem Stab (40) ausgebildeten Einrichtung zum Drehen des Stabs (40) und des Gewindeelements (42) zwecks Justage der Lage des Düsenrohrs (48)13. Arrangement according to claim 11 or 12 with a threaded element (42) which is placed on a part of the rod (40) at the other end thereof, a housing cap (47) for screwing onto the threaded element (42) and with a device formed integrally with the rod (40) for rotating the rod (40) and the threaded element (42) for the purpose of adjusting the position of the nozzle tube (48)

14. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der das Düsenrohr (48) an einem Ende verjüngt ist, um einen eingeschnürten Teil (49) zum Ändern des Drucks der Luftströmung zu bilden.14. An arrangement according to any one of claims 11 to 13, wherein the nozzle tube (48) is tapered at one end to form a constricted portion (49) for changing the pressure of the air flow.

15. Anordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 14 mit einem Gehäuse (50) zur Aufnahme des Längsstabes (40) mit der Düse (49) und dem Polstück (41) -15. Arrangement according to one of claims 11 to 14 with a housing (50) for receiving the longitudinal rod (40) with the nozzle (49) and the pole piece (41) -

16. Anordnung nach Anspruch 15 mit einer Öffnung (74) im Gehäuse (50) , die einen Zugang für elektrische Schaltungsanschlüsse sowie ein Entweichen überschüssiger Luft erlaubt.16. Arrangement according to claim 15 with an opening (74) in the housing (50) which allows access for electrical circuit connections and escape of excess air.