CH619033A5 - - Google Patents

Description

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RIVENDICAZIONE Elemento logico a fluido realizzante la funzione «OR», con due ingressi formanti vie d'alimentazione, una uscita ed un dispositivo di tenuta di materiale flessibile, tale dispositivo essendo traslante sotto l'azione del fluido per realizzare la comunicazione alternativamente tra una di dette vie e l'uscita, caratterizzato dal fatto che il dispositivo di tenuta (4") è di forma anulare ed è disposto almeno parzialmente in una cava (8), anch'essa anulare e comunicante i detti ingressi (1, 3) con l'uscita (2), tale uscita essendo disposta coassialmente con l'asse longitudinale della cava (8) e collegata con il fondo (9) della cava tramite un passaggio (14), il dispositivo avendo fianchi (11,12) divergenti dai fianchi della cava e distando da essi di un gioco predeterminato avendo una dimensione al massimo pari alla dimensione, lungo l'asse del dispositivo, dell'apertura della cava (8) verso il passaggio (14), tale gioco permettendo una traslazione iniziale del dispositivo, seguita da una rotazione attorno ad un asse di torsione proprio del dispositivo fino a realizzare il contatto con la superficie intera del fianco rispettivo della cava, otturando cosi la connessione tra la via d'alimentazione vicina a detto fianco e l'uscita.

L'invenzione riguarda un elemento logico a fluido realizzante la funzione «OR», con due ingressi formanti vie d'alimentazione, una uscita ed un dispositivo di tenuta di materiale flessibile, tale dispositivo essendo traslante sotto l'azione del fluido per realizzare la comunicazione alternativamente tra una di dette vie e l'uscita.

Dispositivi a fluido realizzanti la funzione logica «OR»

sono già conosciuti. Questa funzione «OR» esprime il fatto che un segnale all'uscita S è ottenibile solo quando è presente un segnale su almeno una delle entrate x e y. Dal punto di vista del funzionamento è necessario che un elemento di tenuta venga interposto tra le due entrate x ed y,che escluda ogni collegamento tra x ed y quando è presente un segnale in x o in y e che permetta l'uscita di un segnale quando un segnale appunto è presente in x e/o in y.

Gli elementi generalmente in uso realizzano la tenuta che separa le entrate x e y mediante vari dispositivi che possono essere sintetizzati in due tipi fondamentali: piattelli e membrane. Ognuno di questi tipi, che peraltro realizzano positivamente la loro funzione, presentano alcuni aspetti negativi. Tali aspetti negativi derivano principalmente dal fatto che i dispositivi di tenuta dell'arte posteriore sono atti a funzionare solamente a pressioni elevate o a pressioni basse ma non a pressioni di qualunque valore; quindi tali elementi logici non sono per esempio liberamente intercambiabili.

Altri svantaggi risulteranno evidenti da quanto descritto in connessione con i disegni allegati.

Scopo del presente trovato è di ovviare a tali inconvenienti e di creare un elemento logico del genere indicato che non è limitato nel suo uso per quanto riguarda le pressioni di fluido disponibili al luogo d'utilizzo dell'elemento.

Tale elemento è caratterizzato dal fatto che il dispositivo di tenuta è di forma anulare ed è disposto almeno parzialmente in una cava, anch'essa anulare e comunicante i detti ingressi con l'uscita, tale uscita essendo disposta coassialmente con l'asse longitudinale della cava e collegata con il fondo della cava tramite un passaggio, il dispositivo avendo fianchi divergenti dai fianchi della cava e distando da essi di un gioco predeterminato con certa libertà avendo una dimensione al massimo pari alla dimensione, lungo l'asse del dispositivo, dell'apertura della cava verso il passaggio, tale gioco permettendo una traslazione iniziale del dispositivo, seguita da una rotazione attorno all'asse di torsione proprio del dispositivo fino a realizzare il contatto con la superficie intera del fianco rispettivo della cava, otturando così la connessione tra la via d'alimentazione vicina a detto fianco e l'uscita.

Il trovato verrà ora spiegato più in dettaglio con riferimento ai disegni allegati nei quali illustrano:

fig. 1 una prima realizzazione di un elemento logico dell'arte già noto,

Fig. 2 una seconda realizzazione di tale elemento dell'arte noto,

fig. 3 un elemento logico secondo l'invenzione, e fig. 4 a scala maggiore una parte di detto elemento secondo la fig. 3.

In fig. 1 è illustrato in modo semplificato un elemento logico «OR» di tipo noto, incorporante un dispositivo di tenuta a piattello. Con il numero 1 viene indicato l'ingresso x, con il numero 3 l'ingresso y mentre con il numero 2 viene indicata l'uscita S. Il dispositivo di tenuta è indicato con il numero 4.

Generalmente (o per lo meno nei tipi più diffusi) è un dischetto per lo più di materiale elastico o plastico di spessore opportuno per garantire una regolare e sicura traslazione da un punto di tenuta all'altro (5,6).

Per la pressione generantesi su una o l'altra delle sue facce in seguito alla presenza di un segnale in x (o in y), trasla fino a quando viene a contatto con i bordi 5 o 6 con i quali realizza la tenuta che impedisce la connessione tra le vie 1 e 3, mentre rimane aperto il collegamento tra le entrate 1 (o 3) e l'uscita 2.

Parimenti un elemento logico «OR» incorporante un dispositivo di tenuta 4' a membrana può essere semplificato come in fig. 2.1 numeri di identificazione ed i simboli hanno lo stesso significato che in fig. 1. La differenza consiste principalmente nel dispositivo di tenuta 4' rappresentante una membrana di materiale generalmente elastico tenuta sospesa da un certo numero di fili 7 aventi la funzione di dare flessibilità e sensibilità al dispositivo stesso. Sotto la spinta del fluido proveniente da 1 (o da 3) si esclude il collegamento tra 1 e 3 mettendo in collegamento 1 e 2 (o 3 e 2). Tali dispositivi a membrana hanno in confronto a quelli a piattello una maggiore sensibilità che rende possibile il loro funzionamento a pressioni sensibilmente più basse, non potendo però al tempo stesso raggiungere le massime pressioni sopportabili dai piattelli.

Elementi logici come quelli fin qui descritti e schematizzati in fig. 1 e 2 presentano, come già menzionato, alcuni difetti che il presente trovato intende superare.

Esaminando ad esempio la fig. 1 e concentrando l'attenzione sul dispositivo di tenuta 4, sul particolare cioè che caratterizza la costruzione ed il funzionamento di tutto l'elemento, si nota che questo dispositivo è in genere rappresentato da un dischetto o piattello 4 di un certo spessore atto a garantire una sua corretta e sicura traslazione tra le due superfici di tenuta. Primo difetto di un dispositivo come il presente è quello di necessitare una minima pressione di funzionamento piuttosto elevata, ima pressione tale da garantire la traslazione sicura del piattello 4 da una posizione all'altra e, con lo schiacciamento del piattello contro i bordi di tenuta 5 e 6, la tenuta stessa.

Tale pressione sotto la quale è difficile un sicuro funzionamento è generalmente intorno ai 2 bar. Parallelamente tali elementi richiedono al dispositivo di tenuta una traslazione piuttosto elevata (se raffrontata con le dimensioni dell'elemento «OR» che si pone generalmente l'obbiettivo di realizzare con la funzione logica anche una certa miniaturizzazione costruttiva). La presenza di questo spostamento di entità non trascurabile limita innanzitutto la frequenza di funzionamento, prerogativa questa tra le più importanti in tali elementi. Inoltre la necessità di ricorrere a pressioni piuttosto elevate, unitamente all'entità dello spostamento, fa si che il piattello alla fine della sua corsa abbia raggiunto velocità elevate con conseguente impatto contro il bordino di tenuta, impatto che a

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lungo andare può causare usura delle superfici, ricalcamenti nel piattello stesso (compromettendo la tenuta stessa) e rotture. In alcuni elementi, pur basandosi sullo stesso principio, si è preferito sostituire il materiale elastico del piattello con un materiale sintetico, portando poi il bordino di tenuta 5 e 6 sul s piattello stesso e affidando la tenuta stessa alla pressione di detto bordino su di una superficie piana. Una soluzione del genere però richiede una grande qualità superficiale di detta superficie ed una assoluta accuratezza nella realizzazione del bordino, condizioni tutte che portano a costi elevati e a difficoltà nella produzione di serie.

L'elemento schematizzato in fig. 2 presenta nei confronti di quello precedente la possibilità di raggiungere frequenze molto più elevate grazie alla grande flessibilità e quindi sensibilità della membrana 4'. Inoltre la possibilità di funzionare a pressioni molto basse; a quest'ultima caratteristica però si oppone la impossibilità di funzionamento a pressioni industriali (che porterebbero ad una rapida distruzione della membrana) limitando quindi le applicazioni ed imponendo soprattutto il ricorso a tecniche e a concetti particolari nella progettazione dei circuiti.

L'elemento logico «OR» come al presente trovato si propone di superare tutti gli aspetti negativi fin qui visti.

Segue innanzitutto dalla fig. 3 la costruzione schematizzata ed il funzionamento. Le vie di entrata e di uscita sono qui indicate con gli stessi simboli delle figure precedenti. Il dispositivo di tenuta 4" ha viceversa un comportamento completamente differente.

Tale dispositivo 4" visto a scala maggiore nella fig. 4 si trova parzialmente in una cava anulare 8 i cui fianchi 9,10 formano con i fianchi 11,12 del dispositivo un certo angolo ß.

Le dimensioni della cava anulare 8 (lungo la retta Z), sono di conseguenza maggiori delle corrispondenti dimensioni del dispositivo 4", pure al fondo 13 della cava, per la presenza di tale angolo ed inoltre di un passaggio 14 per il fluido in pressione, tale passaggio comunicante il fondo 13 della cava 8 con l'uscita 2. Quando il fluido in pressione arriva da uno dei due ingressi 1 e 3 (fig. 3) quindi dal lato dei fianchi 11 o 12 del dispositivo di tenuta (fig. 4) il dispositivo di tenuta viene spinto lateralmente contro i fianchi 9 o 10 corrispondenti della cava 8. A causa dell'angolo ß tra i fianchi corrispondenti della cava e del dispositivo 4" e per la presenza del fluido in pressione si genera sul dispositivo stesso un insieme di forze e di reazioni che generano un momento torcente che provoca la rotazione intorno all'asse circolare di torsione 15.

A rotazione avvenuta il dispositivo 4" si troverà nella posizione tratteggiata, realizzando la tenuta lungo uno dei suoi fianchi (fianco 11) e lungo una linea circolare 16 (o la sua simmetricamente corrispondente 17 per fluido proveniente dalla parte opposta). A questo punto sono evidenziati i vantaggi di questa soluzione. La tenuta non si realizza per otturazione attorno ad un bordino di notevole accuratezza come nelle soluzioni tradizionali, ma lungo ima superficie (il fianco della cava) di finitura anche grossolana e lungo la linea 16 (o 17), alla stessa maniera con la quale una tenuta si realizza tra due superfici cilindriche coassiali.

Primo notevole vantaggio è dunque l'assoluta mancanza di accuratezza richiesta nella realizzazione e nella costruzione dei pezzi componenti. In secondo luogo la mancanza di impatti contro qualsiasi superficie tagliente toglie al dispositivo ogni possibilità di rottura precoce e la possibilità di utilizzare i materiali elastici più tradizionali. La possibilità poi, per un elemento inglobante un tale dispositivo, di raggiungere elevatissime frequenze è notevole perché esso presenta una sensibilità paragonabile con quella delle membrane, ed inoltre si richiedono ad esso traslazioni ridottissime (unitamente a piccolissime rotazioni) inferiori all'ampiezza del passaggio di uscita 14 che essendo comunque circolare può avere una dimensione lungo l'asse molto piccola.

Non esiste praticamente limite di pressione nell'utilizzo di tale dispositivo. La presenza di un gioco possibile tra il diametro esterno dello stesso e la superficie interna 18 dell'elemento, le sue dimensioni che possono essere studiate in modo tale da conferirgli la massima flessibilità (che comunque non pregiudica la robustezza richiestagli, minima dato il tipo di funzionamento), permettono di utilizzare tale elemento «OR» dalle pressioni più basse tipiche dei dispositivi a membrana, alle pressioni industriali che vongono invece richieste per i dispositivi a piattello. Infine l'utilizzo di simile dispositivo di tenuta consente una elevatissima miniaturizzazione generalmente non ottenibile con gli analoghi precedentemente descritti almeno a pari dimensioni dei passaggi di entrata e di utilizzo.

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1 foglio disegni