DE1750440A1

DE1750440A1 - Stroemungsmittel-Steuervorrichtung

Info

Publication number: DE1750440A1
Application number: DE19681750440
Authority: DE
Inventors: O'keefe Robert Francis
Original assignee: Pitney Bowes Inc
Current assignee: Pitney Bowes Inc
Priority date: 1967-05-04
Filing date: 1968-05-02
Publication date: 1971-07-29
Also published as: FR1561035A; DE1799026A1; US3495608A; GB1236074A; DE1750440B2; DE1750440C3; JPS4926224B1; DE1799026C3; JPS491358B1; DE1799026B2; GB1236073A

Description

PATiNlANWALTS DR. ING. KARL BOEHMERT · DIPL-ING. ALBERT BOEHMERT 28 BREMEN . FELDSTRASSE 24 · TEL. (0421) 491760, 442551

Ό421) ,74044

Aktenzeichen: Neuanmeldung . Name d. Anm.s Pitney-Bowes, Ine,

Po«Hch«kkontoi Hamburg 126083 Bankkonto ι Ir.m«r lank, Ir.m.n, Kto. 100M49

Mein Zeichen: P 170

28 Bremen, den 30. April 1968

Pitney-Bowes, Inc., Stamford, Staat Connecticut (V.St.A.)

Strömungsmittel-Steuervorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf Verbesserungen an Strömungsmittel-Steuervorrichtungen und insbesondere auf solche Verbesserungen, die die Verbindung einer Vielzahl von Steuervorrichtungen in einer Baueinheit zur Bildung von einteiligen logischen Strömungsmittel-Schal tunken ermöglicht.

Ein Stromungsmittelelenient der in der Erfindung verwendeten Art umfaßt ganz allgemein einen Emitter und einen Kollektor, zwischen denen ein unter Druck stehender Strömungsmittelstrom normalerweise aufrechterhalten wird, wobei Emitter und Kollektor an einander entgegengesetzten Enden einer praktisch geschlossenen Strömungsmittelsteuerkainmer angeordnet sind. In der Nähe des Emitters ist wenigstens ein Steuerstrom-Einlaß in solcher Stellung angeordnet, daß er einen Steuerstrom auf den Hauptstrom richtet , wodurch der Betrieb des Hauptstroms

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vom laminaren in einen erzwungen turbulenten Zustand geändert wird.

Bei dem laminaren Betriebszustand ergibt sich ein relativ hoher Druck am Kollektor, während sich beim erzwungen turbulenten Betriebszustand nur ein relativ geringer Druck am kollektor einstellt. Die Differenz zv/ischen den beiden Druckstufen ist relativ deutlich. Das Strömungsmittel-Steuerelement ist mit einer Belüftungsvorrichtung versehen, welche mit der P Umgebungsatmosphäre in Verbindung steht und durch welche das Strömungsmittel im turbulenten Betriebszustand des Strömungsmittel-Steuerelements in die Urngebungsatmosphäre austritt.

Bisher wurden Strömun^smittel-Steuerelemente der obigen oder einer ähnlichen Art in relativ dünnen plattenförmigen Bauteilen durch Einformen von Tuten und Bohrungen vorgesehen. Ebenfalls bekannt ist die Anordnung einer Mehrzahl von identischen, voneinander in Abstand angeordneten Strömun£:smittel-Steuerelementen, welche zur Darstellung einer Viel— zahl von Logikschaltungen für verschiedene Steuer-™ funktionen zusammengeschlossen werden können.

Die bisher bekannten Vorrichtungen fallen in zwei verschiedene Kategorien: Qatweder bestehen sie aus einer plattenförmigen Schaltung, bei der Verbindungskanäle zur Verbindung von zwei oder mehr Strömungsmittel-Steuerelementen fest eingeformt sind, oder sie sind mit äußeren Verbindungsleitungen ausgestattet, welche ein wählbares und auswechselbares

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Anschließen verschiedener Schal tunkst eile der Strömung smitt el-S teuer elemente zum Darstelle des gewünschten Logikkreises aufweisen.

Diese bekannten Strömuntsmittel-Steuervorrichtungen v/eisen eine wesentliche Beschränkung dadurch auf, daji an wenigstens einer Flachseite des plattenförmigen Bauteils und/oder eines Abdeckbauteils Außenanschlüsse für die Strömun{_smittelzuführleitung von der Druckquelle und für die Ableitung zu den druckgesteuerten Vorrichtungen oder anderen Strö-

munesmittel-Steuervorrichtungen vorgesehen sein _

müssen. Es war daher bisher nicht möglich, eine ™

Lehrzahl von jeweils mehrere Strömungsmittel-Steuerelementen enthaltenden plattenförmigen Bauteilen mit ihren Flachseiten aufeinanderzustecken, um eine kompakte Baueinheit einer integrierten logischen Schaltung aufzubauen.

Ein weiteres Hindernis zur Erzielung einer zusammengesetzten Kompaktbaueinheit bestand darin, daß die Belüftungsöffnung, die zum Betrieb des Strömungsmittel-Steuerelements in seinem erzwungen turbulenten Betriebszustand notwendig ist, in ähnlicher Weise aus einer Flachüeite des plattenförmigen Bauteils oder des Abdeckbauteils herausgeführt war, um eine '

Verbindung zur Umgebungsatmosphäre herzustellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Anschlüsse für Strömungsmittel-Steuervorrichtungen derart vorzusehen, daß mehrere plattenförmige Strömungsmittel-Steuervorrichtungen zu einer kompakten Baueinheit zusammengefügt werden können.

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Zu diesem Zweck sieht die Erfindung einen plattenförmigen Bauteil vor, dessen die Belüftuncsauslässe des Strömungsmittel-Steuerelements bildenden Nuten an den Kantenbereichen des plattenförmigen Bauteils in die Atmosphäre münden und sich innerhalb des plattenförmigen Bauteils oder in der durch eine Flachseite gebildeten Ebene des plattenförmigen Bauteils eingeformt, erstrecken. Hierdurch weicht die Erfindung wesentlich von den bisher bekannten Ausführungen der Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art ab, die stets vorsahen, die die Belüftungs- ^ auslasse bildenden Bohrungen seitlich durch die Plach- ^ seite des Flattenbauteils zu führen. Bei der Ausgestaltung gemäß der Erfindung ist es daher ohne weiteres möglich, mehrere Plattenbauteile mit ihren Flachseiten aufeinanderzustecken und so eine integrierte Strömunksmittel-Logikschaltung zu schaffen. Dies ist deshalb möglich, da die Führung der Belüftungskanäle, die Teil des Strömungsmittel-Steuerelements sind, an den Kanten des plattenförmigen 3 örpers frei herausgeführt sind und daher unbeeinflußt davon bleiben, daß das Strömun^smittel-Steuerelement im übrigen vollständig von der Umgebungsatmosphäre isoliert ist.

Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die zusammengesetzte oder-gesteckte Baueinheit mit die Strömungsmittel-Steuerelemente miteinander verbindenden durchbrochenen Schichten aus nachgiebigem oder elastischen Material ausgestattet, welche sowohl als Schaltungs- bzw. Verbindungsbauteil als auch als Abdichtbauteil wirksam sind, wodurch die sonst notwendigen zusätzlichen Dichtungsplatten oder -scheiben zwischen den festen Platten der zu-

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- sammengesetzten Baueinheit entfallen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die aus wenigstens einem Plattenbauteil bestehende Strömun^sniittel-Steuervorrichtung mit einer Li ehr zahl von Ströinungsmittel-Steuerelementen versehen, wobei eine l'eil der Schaltung bildende nachgiebige bzw. elastische Schicht mit einem Plattenbauteil so kombiniert bzw. zusammengesetzt ist, daß eine Strömun; Sinittel-Logikschaltung geschaffen wird, die abgesehen von bestimmten Punkten von der Umgebungsatmosphäre abgedichtet ist. 4|

Gemäß einer hierauf aufbauenden Maßnahme der Erfindung ist vorgesehen, daß mehrere Strö'mun^smittel-Steuerelement-Platten und Schaltungsschichten aufeinandergesteckt sind, um eine die integrierte Strömungsmittel-Logikschaltung bildende kompakte Baueinheit schaffen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung.
In der Zeichnung zeigt:

fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer Strömungsmittel-Steuervorrichtung, bei der Mittelteile fortgebrochen sind;

Fig. 2 eine Teilansicht in vergrößertem Maßstab auf ein Strömungsmittel-Steuerelement der Vorrichtung nach Fig. 1;

Fig. 3 eine Teilansicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1; '

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Pig. 4 eine Draufsicht auf die Versehaltungsschicht der Vorrichtung gemäß Fig. 1;

. Fig. 5 einen Teilschnitt gemäß der Linie 5-5 der Fig. 2; und

Fig. 6 und

Fig. 7 zeigen schematische Schnittansichten zweier unterschiedlicher Ausgestaltungen der Erfindung.

Gemäß den Fig. 1 und 2 besteht die Strömungsmittel-Steuervorrichtung 10 aus einem im wesentlichen flachen und rechteckigen plattenförmigen Bauteil 12, in ^ welchem durch Einarbeitung von Nuten und Durchführungen in einer Flachseite 16 eine Mehrzahl von praktisch identischen Strömungsmittel-Steuerelementen gebildet ist.

wie sich am besten aus FiL · 2 ergibt, weist jedes der Strömungsmittel-Steuerelemente 14 eine längliche Strömungsmittel-Steuerkammer 20 auf, durch welche das Strömungsmittel sowohl in laminarem als auch erzwungen turbulentem Strömungszustand fließt. Ein Emitter-Einlaß 22 ist an einem Ende der Steuerkammer 20 und ein Kollektor-Auslaß 24 ist am entgegengesetzten Ende dieser Kammer angeordnet. Außerdem ist fe die Steuerkammer mit wenigstens einer, vorzugsv/eise aber einer Mehrzahl von Steuerstrom-Einlaßöffnungen 26 versehen, welche nahe dem Emitter—Einlaß 22 seitlich in die Steuerkammer mündet.

Jedes Strömungsmittel-Steuerelement 14 weist eine Hauptstrom-Einlaßleitung 28 auf, die mit einer Einlaß-Sammelleitung 30 in Verbindung steht. j)ie Sammelleitung 30 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge des llattenbauteils 12, wie in

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zu Gehen ist. Der Saimnelkanal 30 besitzt einen Dinlaß 32 für das von einer geeigneten Druckquelle gelieferte, unter Druck stehende Strömungsmittel. Jede Steuerstrom-Einlaßöffnung 26 ist über eine liut 34 mit einem Steuermittel-Lingan{ sanschluß 36 verbunden, durch welchen in der nachfolgend beschriebenen .,eise der Steuerstrom in die Steuerkammer 20 geführt wird. Auch die Kollektor-Auslaßöffnung steht über eine Nut 38 mit einem Ausleßpunkt 40 in Verbindung, der seinerseits, wie noch im folgenden im einzelnen beschrieben werden wird, an andere Strömungsmittel-Steuerelemente oder an druckgesteuerte Vorrichtungen angeschlossen ist.

Das Strömungsmittel-Steuerelement 14 ist mit einem Belüftungsauslaß versehen, der von der Steuerkammer ausgehend so verläuft, daß er mit der TJmgebungsatmosphäre in Verbindung steht, während das Strömunpsmittel-Steuerelement 14 als Ganzes im wesentlichen von der Umgebungsatmosphäre abgeschlossen ist. Das Strömungsmittel-Steuerelement ist daher mit wenigstens einem und vorzugsweise einem Paar von Kanälen 42 versehen, welche mit der Steuerkammer 20 in der Nähe des Kollektor-Auslasses 27 in Verbindung stehen und sich von dort etwa in Richtung des Druckmittelstroms in der Steuerkammer, jedoch seitlich versetzt zum Auslaßpunkt 40 erstrecken. Die Nuten bzw. Kanäle 42 führen zu einer Kante 44 des Grundkörpers des Plattenbauteils 12 und führen an der Stelle 46 aus dem Kantenbereich in die Umgebungsatmosphäre.

Das vorstehend beschriebene einzelne Strömungsmittel- Steuer element arbeitet in der folgenden Weise: Ein zum Sammelleitungseinlaß 32 geleitetes Druckmittel

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fließt durch die Sammelleitung 30 und die Hauptstrom-Einlaßleitung 28 und strömt in die Steuerkammer 20 als laminarer Strömungsmittelstrahl ein. Dieser Strömungsmittelstrahl trifft unter relativ hoher Geschwindigkeit den Kollektor-Auslaß 24 und erzeugt dadurch im Kollektor einen relativ hohen Druck; von dort strömt das Druckmittel durch den Auslaßkanal 38 und die Auslaßstelle 40 zum Verwendungsort. Die Strömungsmittelmenge und der Ausgangsdruck werden weitgehend von der ausgangsseitigen Last bestimmt. Soweit der Druck ungenutzt bleibt, fließt das Strömungsmittel durch entsprechende Öffnungen aus.

Wenn ein Steuerdruck an eine der Steuerstrom-Einlässe 36 angelegt wird, fließt ein Steuerstrom durch den Verbindungskanal 34 und wird über den zugehörigen Steuereinlaß 26 in die Steuerkaiamer 20 abgegeben. Ein solcher Steuerstrom hat die Wirkung, daß der Hauptstrom-Strahl, der aus der Emitteröffnung 22 austritt, vom laminaren in den erzwungen turbulenten Strömunpszustand übergeht. In den zuletzt genannten Betriebszustand fließt das Strömungsmittel sowohl von der Emitteröffnung 22 als auch von der Steuerstrom-öffnung 26 durch den Kanal 42 und den Belüftungsauslaß 46 in die Atmosphäre. Der Strömungsmittelstrahl vom Emitter-Einlaß trifft in diesem Falle nur mit relativ geringer Geschwindigkeit und dementsprechend geringem Druck auf die Kollektor-Öffnung 24. Durch Anlegen eines Steuerdruckes an eine der Steuerstrom-Einlaßöffnungen wird also der Betriebszustand des Strömungsmittel-Steuerelements von "Ein" auf "Aus" umgeschaltet.

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Me Änderung des Betriebszustandes des Strömungsmittel-Steuerelements vom erzwungen turbulenten zurück in den laminaren Zustand erfolgt einfach durch abschaltung des der Steuerkammer 20 zugeführten Steuerdrucks, wodurch der Betriebszustand von "Aus" auf "Ein" geändert wird.

Die in Jig,:. 1 dargestellte Strömungsmittel-Steuervorrichtung 10 weist eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen Strönmngsmittel-Steuerelementen 14 auf, die in gegenseitigem Abstand und parallel zueinander angeordnet sind. Alle auf dem plattenförmigen Bauteil 12 angeordneten Strömungsmittel-Steuerelemente sind voneinander unabhängig, mit Ausnahme ihrer Belüftungsauslässe, deren Kanäle 42 bei jedem Element von der Steuerka^ruer 20 nach entgegengesetzten Seiten des Kollektor-Auslasses 40 zu einer Stelle hin divergieren, an der die Kanäle 42 für jeweils zwei benachbarte Strömungsmittel-Steuerelemente zusammengeführt sind. Diese Stelle ist in Fig. 2 und 42a bezeichnet. Von der Stelle 42a bis zur Kante 44 des Plattenbauteils 12 ist der Kanal 42b für einander benachbarte Strömungsmittel-Steuerelemente gleich, mit der Ausnahme der an den beiden Mattenenden angeordneten Elemente. Durch diese Ausgestaltung ergibt sich eine maximale Belüftungskapazität bei geringstmöglicher Zahl von in die Fläche 16 eingeformten Πuten.

Die otrömungsiüittel-Steuervorrichtung gemäß i<'i^. 1 findet eine Vielzahl von Einsatzgebieten, die rrundsätzlich von der Art der gewünschten Strömungsm;ttel-Logikachaltung abhängen. Der Hauptvorteil der zu den Knnton des fjlatt,eriL"örmi|en Bauteils oder dor r.lem

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platte führenden Belüftungsauslässe liegt dorin, daß durch eine derartige Ausgestaltung ein .iufstecken einer Slementenplatte auf eine andere ohne weiteres möglich ist, so daß eine Steckeinheit erzeugt wird, welche bedeutend mehr Strömunf siuittel-Steuereleiaente enthält, als auf einer einzigen Eleinentenplatte angeordnet werden können. So kann beispielsweise ein Dezimalzähler eine aus fünfzig; einzelnen Strömungsmittel-Steuerelementen aufgebaute Logikschaltung; erfordern, für die mehrere aufeiiiandergesteckte und mit Hilfe einer Verbindungsplatte miteinander verbundene iilementenplatten nötig sind.

Fig. 5 zeigt den Aufbau einer "Teil einer integrierten Schaltung bildenden zusammengesetzten Einheit. Die Elementenplatte 12 ist im Schnitt gezeigt, wobei die Innenfläche 16 mit eingeformten, das Strömungsmittel-Steuerelement bildenden Nuten bzw. Kanälen versehen ist. Auf die Innenfläche 16 der Eleuentenplatte 12 ist ein relativ dünner Streifen 50 aus Mylar oder einem anderen geeigneten und relativ inkompressiblen, jedoch flexiblen Kunststoff aufgelegt. Der Streifen 50 ist, wie Pig. 3 zeigt, nit geeignet angeordneten Durchbrüchen bzw. Cffnun_oen 52 und 54- versehen, welche eine Verbindung zv.ischen bestimmten Punkten der Strömungsmittel-Steuerelemente und einer Schaltungssctiicht 56, die niicht^ebend noch im einzelnen beschrieben wird, herstellen. Die fLexible Lage bzw. der flexible Streifen $0 hat die Aufgabe, die innere oder genutete Plachseite der Elementenplatte 12 für den Fall eindeutig abzudichten, daß bei Verwendung einer starren Beschaltungssc.licht die ILleiaenten^latte nicht genau flach bzw. eben ausgebildet ist. Eine weitere L-'unktion des flexiblen

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Streifens 5ύ lieft darin, zu verhindern, daß die Leschaltungsschicht in die Nuten des Strömungsini ttel-Steuerelements 14 eingedrückt wird, wenn die Beschaltungsschicht 56 aus nachgiebigem I.laterial gebildet ist.

Die üeschaltungsschicht 56 ist auf dem flexiblen Streifen 50 angeordnet und mit geeigneten Kanälen und Bohrungen versehen, welche eine vorgegebene Strömungsniittel-Logikschaltung unter Verbindung von wenigstens zwei einzelnen Strömungsmittel-Steuerelementen 14 bilden. Daher ist die Eeschaltungsschicht 56 gemäß Fig. 4 mit einem ϊ-aar von Bohrungen 60 und 62 versehen, welche über einen Kanal 64 miteinander verbunden sind; und ein weiteres Bohrungspaar 66 und 68 ist über einen Kanal 70 miteinander verbunden. Die obengenannten Bohrungen und Kanäle bilden einen relativ einfachen Strömungsschaltkreis für ein Flip-Flop, das hier nur zu Anschauungszwecken als Ausführungsbeispiel gezeigt ist, und dessen Funktion nachstehend erläutert wird.

jiine Deck- oder Dichtungssehicht 72 ist auf der beschaltungsschicht 56 angeordnet; die Schicht ist relativ dick und aus einem geeignet starren Kunststoff ausgebildet, und sie dient zum Abdichten aller in der Beschaltungsschioht vorgesehenen Kanäle mit Ausnahme der Stellen, wo Verbindungen zwischen den Strömungsmittel-Steuerelementen 14 und externen Druckquellen oder Anschlußpunkten der Gesamtschaltung erhalten bleiben müssen.

Alle aneinandergelegten Schichten sind mit geeig-

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neten Löchern 74 (Pig· 1» 3 und 4) ausgestattet, in welche die /Unordnung zusammenhaltende, hier nicht gezeigte Nieten eingesetzt werden können.

Es ist wesentlich, daß die Beschaltungsschicht 56 vorzugsweise aus relativ weichem und nachgiebigem Material, z.B. aus Gummi, hergestellt ist. Daher ist die Schicht 56 nicht nur eine reine Beschaltungsschicht, sondern wirkt auch als Abdichtlage und macht daher zusätzliche Dichtscheiben, die bei Verwendung starrer oder inkompressibler Beschaltungsschichten 56 erforderlich wären, überflüssig.

Die in den Fig. 3,4 und 5 dargestellte Strömungsmittel-Logikschaltung arbeitet nach Anschluß geeigneter externer Verbindungen in der nachstehend beschriebenen Weise:Setzt man die Ausführung gemäß Fig. 3 auf diejenige gemäß Fig. 1 und die Ausführung gemäß Fig. 4 auf diejenige gemäß Fig. 3» so ergibt sich, daß die Löcher oder Bohrungen 54 in eiern flexiblen Streifen 50 mit den Auslaßstellen 40a und 4Cb des ersten und zweiten Strömungsmittel-Steuerleinents 14 der Elementenplatte 12 sowie die Bohrungen 52 mit den Steuerstrom-Einlaßstellen 36a und 36b der Strömungsitiittel-Steuerelemente ausgerichtet sind. Die Löcher 60 und 66 der " Beschaltungsschicht 56 sind jeweils mit den Löchern 54 des flexiblen Streifens 50 und die Löcher 62 und 68 jeweils mit den Löchern 52 ausgerichtet. Auf diese Weise sind der Auslaßpunkt 40a des ersten Strömungsmittel-Steuerelements mit dem Steuerstrom-Einlaß 36b des zweiten Strömungsmittel-Steuerelements verbunden, und die Auslaßstelle 40 b des zweiten StromunQsmittel-Steuerelements ist

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mit der Steuerstrom-Einlaßöffnung 36a des ersten Strömungsmittel-Steuerelements verbunden.

Ein zweckmäßiger Auslaß von den Strömungsmittel-Steuerelementen kann dadurch geschaffen werden, daß die Deckplatte 72 mit zu den Bohrungen 60 und 66 in der Beschaltungsschicht 56 ausgerichteten Bohrungen 80a und 80b (Figo 5) ausgestattet ist. Diese Bohrungen können in geeignete Anschlußbauteile, z.B. Ansätze münden, an die äußere Druckleitungen angeschlossen werden können. Außerdem

können einige in Fig. 5 gezeigte Schichten mit ' M

zum Hauptstrom-Einlaß $2 (Fig. 1) mündenden Bohrungen ausgestattet sein, so daß das Strömungsmittel durch diese jiohrungen über den Sammelkanal 30 zu den Strömungsmittel-Steuerelementen 14 geführt werden kann.

Nimmt man an, daß das Strömungsmittel bzw. Druckmittel durch die Hauptstrom-Einlaßleitung 28 der ersten und zweiten Strömungsmittel-Steuerele^onte fließt, und daß der Hauptstrom in der ersten Steuerkammer 20a im laminaren Betriebszustand ist, wird ein relativ hoher Druck an der AUhlaßstelle 40a erzeugt, das Strömungsmittel fließt durch die mit der AUhlaßstelle ausgerichteten Bohrungen ^A- und 60, die Nut 64, die hierzu ausgerichteten Bohrungen 62 und 36 und tritt in die Stouerkammer 20b als Steuerstrom ein, wodurch der Hauptstrom in der Steuerkammer 20b in einem erzwungen turbulenten Zustund gehalten wird. Gleichzeitig strömt ein wesentlicher Teil des Strömungsmittels durch die uuslaßbohrung 80a und kann zur Steuerung einer druckgeüteuerten Vorrichtung Verwendung finden. Das ercte Sfcrömungsmittel-Steuorelement ist also eingeschaltet und als li'olge davon das

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zweite Strömungsmittel-Steuerelement ausceschal-

Dieser Betriebszustand der Schaltung wird solange aufrechterhalten, bis ein Steuerstroiosignal an die Steuerkammer 20a über eine der Steuerstrom-Einlaßöffnungen 26 über geeignete äußere Verbindungen angelegt wird. Eine solche äußere Verbindung: k.ann beispielsweise durch eine .xeihe von in den einzelnen oben beschriebenen Schichten vorgesehenen Bohrungen dargestellt werden, welche zu einer der Steuerstrom-Einlaßöffnungen führen, hin solcher Steuerstromstrahl in der Steuerkammer 20a ändert den Strömungszustand des Kauptstroms vom laminaren in den erzwungen turDulenten Zustand, wodurch die Strömung vom ,oislaßpunkt 40a sowohl zum AußenL-nschluß als auch zur Steuerkammer 20b unterbrochen wird. Dies hat die iOlpe, daß der Ströuiung-sverlauf in der 3teuerkammer 20b vom erzwungen turbulenten in den laminaren Zustand überwechselt, so döiv das Strömungsmittel von der ausgangsstelle 40b über die Bohrung 80b zu einer Außenleitung und zur oteuerkaaiiuer 2Ca über den Lanal 70 fließt, wodurch ein Steuerstrom in die 3teu.:rkauuner 20a «elan;t, der den Hauptstrom in dieser "feuerkammer in seinem turbulenten Zustand beibehalt. Das erste 3tröuuii££- mittel-Steuerelement ist daher ausgeschaltet und das ζ eiteElement eingescr.altet.

Dieser Betriebszustand kann nur dann um^ ekehrt worden, wenn ein tingant s-Steuersl· nal von einor äui;eren Druokquelle über ^e.ignete Verbindun^ en an eine der zusätzlich zu üb b vorgesehenen CteuerstrouieinlalJstellen der Steucrkauuner 20b gelangt.

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Die oben beschriebene zusammengesetzte Baueinheit kann in diener ..eise oder als koitrplizierterer Strömung sjiittel-Gchältkreis aufgebaut, verwendet werden. Jurch geeigneten austausch einiger Schichten der zusammengesetzten Anordnung und durch den einsatz geeigneter Verbindungen zwischen den aneinanderlie^enden Schichten sowie durch geeignete Auiieiianschlüsse und Verbindungen kann eine Vielzahl von Strömung sinittelschf 1 tunken dargestellt werden, die ; ogar extrem komplizierte Steuerfunktionen ausführen können.

In Fig. 6 ist eine Anordnung gezeigt, bei der eine ülementenplatte 100 mit in ihrer Oberseite 102 eingeformten Ströinungsmittel-Steuerelementen versehen ist. Auf der Oberseite 1Uf liegt ein Streifen oder eine Schicht 104- aus flexiblem Liaterial auf, in die nach einem bettimmten LIu st er in der Zeichnung nicht dargestellte Löcher eingearbeitet sind, ^uf der flexiblen Schicht 104 ist eine nachgiebige Beschaltungsschiclit 103 aufgebaut, in deren einer Oberfläche Löcher und Kanäle eingearbeitet sind, welche eine zur /'iT'bindung von wenigstens zwei in der Oberfläche eingearweiteten Strömungümittel-Steuerelementen dienende Schaltung bilden, line zweite nachgiebige iieschaltunt«schicht 110 ist direkt auf die Obercexte uer ore en Beschultungsschicht 118 aufgesetzt und .· eist in einer ihrer jj'lachseiten Lücher und Kanäle auf, welche eine be:;tiiniute Ströuiungsiaittel-LogiKschaltung; bilden, die entweder Teile der Strömurigsiiiittelsciialtungen der ersten mit anderen Teilen verbindet oder sie direkt an bestimmte Teile der in der Platte 100 vorgesehenen Strömungsmittel-Steuerelemente anschließt. Auf die Oberseite der

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oberen Beschaltungsschicht 110 ist eine Deckoder Dichtungsschicht 112 aufgesetzt, welche die Anordnung, gegen die Atmosphäre abdichtet. Die Deckplatte 110 könnte natürlich mit ge_r eigneten Anschlußstücken für die äußeren Leitungen ausgestattet sein, was von der Art der in den Beschaltungsschichten vorgesehenen Strömungsmittel-Schaltkreise sowie von deren auszuführenden Steuerfunktionen abhängt.

Figo 7 zeigt eine andere Anordnung der Bauteile, wobei die Elementenplatte 200 eine Zwischenschicht der zusammengesetzten Einheit bildet. Die Ulementennchicht 200 v/eist daher in ihrer Oberseite 202 Strömungsmittel-Steuerelemente auf, und eine flexible Schicht 204 ist auf diese Oberseite aufgelegt, wobei in der flexiblen Schicht an vorgegebenen Stellen Löcher bzw. Bohrungen vorgesehen sind. Auf der flexiblen Schicht 204 ist eine erste Beschältungsschicht 206 aufgesetzt, die mit in bestimmter Anordnung vorgesehenen Kanälen und Löchern die einzelnen Strömungsmittel-Steuerelemente miteinander verbindet. Eine Deckplatte 208, die mit geeigneten Anschlüssen zur Verbindung von Außenleitungen ausgestattet sein kann, ist auf die Beschaltungs-

™ schicht 206 aufgesetzt.

Eine weitere Beschaltungsschicht 210 ist an der Unterseite 212 der Elementenplatte 200 angeordnet und ebenfalls mit Bohrungen und Kanälen in bestimmter Anordnung ausgestattet, um eine bestimmte Verschaltung zwischen bestimmten Teilen von zwei oder mehr Strömungsmittel-Steuerelementen zu schaffen. Bei der Anordnung gemäß Fig. 7 müssen in der Elementenplatte 200 Bohrungen an allen Strömungsmitteleinlaß- und auelaßstellen vorgesehen sein, die mit Löchern oder

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Bohrungen in der unteren Beschaltungsschicht 210 in Verbindung stehen. Es ist ferner eine weitere Abdeckschicht 214 auf der Unterseite der Beschaltungsschicht 210 vorgesehen, um die Gesamtanordnung gegen die Atmosphäre abzudichten.

Die untere Deckplatte 214· kann ebenfalls mit Löchern versehen sein, die zum Anschluß von Außenleitungen geeignet ausgebildet sind; andererseits kann die untere Beschaltungsschicht auch nur zum Verbinden einzelner Strömungsmittel-Steuerelemente vorgesehen sein, wobei alle Verbindungen zu Außenleitungen durch die obere Deckplatte 208 durchgeführt sind.

Funktionell ist es an sich unwichtig, ob die der Elementenplatte zugekehrte oder die von dieser abgekehrte Flachseite der Beschaltungsschicht die Verbindungskanäle aufweist, es sei denn, daß dieser Faktor den Einsatz eines flexiblen Streifens aus Kunststoff zwischen einer Beschaltungsschicht und der Elementenplatte bestimmt. Wenn in dem Ausführungs beispiel gemäß Fig. 6 die Beschaltungsschichten so angeordnet wären, daß die genuteten Flächen beider Beschaltungsschichten zueinander weisen, so ergäbe sich die Notwendigkeit einer Zwischenschicht zwischen den beiden Beschaltunp.sschichten, um unerwünschte Verbindungsstellen zwischen den verschiedenen Teilen dieser Schaltungen zu vermeiden. Diese Schicht wäre also zusätzlich zu der Schicht 104, die zur Verhinderung des Eintretens des nachgiebigen Materials der Beschaltungsschicht 108 in die Ausnehmungen der Strömun^smittel-Steuereleiuente dient, erforderlich.

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Hieraus ergibt sich, daL einige Schichten durchaus unterschiedlich angeordnet werden können, und daß sie in wiederholten folgen aufeinander gesteckt werden, um einen relativ komplizierte Steuerfurik— tionen ausübenden Schaltkreis zu schaffen. Zu diesem Zweck wird die Verbindunc.sschaltung innerhalb der Beschaltungsschichten so ausgeführt, daß äußere Leitungsverbindungen nach Möglichkeit entfallen, wobei als wesentlicher Gesichtspunkt vorgesehen ist, daß die Belüftung der einzelnen Strömungsmittel-Steuerelemente entlang der Kantenbereiche der Elementenplatte erfolgt, so daß die Flachseiten der Platten von der Atmosphäre isoliert und unmittelbar an andere Schichten der zusammengesetzten Baueinheit angelegt werden können.

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Claims

Ansprüche

1. Strömungsmittel-Steuerelenient, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

(A) Eine Emitter-Einlaßöf fntttiG (22) , die zur Abgabe eines laminaren Strömun^smittelstrahls geeignet ausgebildet ist;

(B) eine Kollektor-Auslaßöffnung (24), die der iinitter-Einlaßörfnung gegenüberliegend angeordnet ist und wenigstens einen Teil eines von der Einlaßkommenden laminaren Hauptstroms aufnimmt;

(G) eine den Emitter mit dem Kollektor verbindende Steuerkaiamer (20) ;

(D) eine Steuervorrichtung (26, 36) zur Steuerung des Strömungszustandes des Hauptstroms innerhalb der Steuex'kainnier; und

(E) einen Belüftungsauslaß (42), der von der Steuerkammer ausgehend in Abstand von der Steuerkammer in die UiBgebungsatmosphäre mündet.

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2. Steuerelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Belüftung sauslaß (4-2) zeitlich des Kollektors (24, 3S) etwa in rtichtunfc·; des die Steuerkammern (20) durchfließenden Hauptstroms angeordnet ist, wobei seine !,Vündunp in die Atmosphäre in dieeer -iichtung hinter dem Kollektor lieft.

3. Steuerelement nach jitpruch 1 oder 2, dadurch pekennzeic^;jaet, daß der Belüftungsauslaß neben der Kollektoröffnun{_ (24) zur Steuerkammer (20) von dieser abgeht und in einer Ebene mit der Steuerkanuuer verläuft.

4. "te lereleuient nach einem der ;jisprücne 1 i.ic 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Emitter (22, -'C), der

ktor (24, 38), die Steuerkaiamer (20) und der Tielüfru3l'jii (42) in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

5· StröQUiigsmittel-SteuervorriclTtunE mit einem Steuerelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem im wesentlichen plattenförü.it en i:cr;:er (12) aufgebaut ist, in dessen eine L'laciiseite (16) mehrere ein Ströinun^smittel- W Steuerelement (14) bildende !Tuten bzw. Ausnehmungen ein, earbeitet sind, v;obei die Steuerkammer (20) langgestreckt ausgeführt ist und an ihren einander [ cf.enüberlierenden rüden mit der Etoitter-.üinlaßöffnuni;: {?.?.) und der Kollektor-üUslaßöffnung- (24) in Verbindung steht; daß der Eelüftuii^saualaß (42) durch ',venipsten^ vine in der Flachseite (16) des Plattenkörpers eing;e.i'o?'i;ite I'ut gebildet ist, welche von der Steuerkammer (20) zu einer Umfangskante (.4) des Plattenlcörpers verläuft; und daß

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eine Mclitungsscuicht auf die mit Nuten versehene Flachseite (16) des .lattenkörpers zum abdichten der Buten bzw. Kanüle _Le. en die U.gebimg?atmospa.vre aufgesetzt ist.

6. Steuerelement nach .-.jispruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Flachseite (16) des plattenförmigen Körpers (12) eingearbeiteten ⁷Iuten bzw. Kanäle etwa in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind.

7· Steuerelement nach Anspruch 5, dadurch _t ekeim- %

zeichnet, dab der Belüftungsauslaß (42) durch ein Iaar von in der einen Flachseite (16) des plattenförmigen Körpers (12) eingeformte Nuten (42) gebildet ist, die seitlich der Kollektor-^u^laßöffnung (24, von der Steuerkamiuer (2G) divergierend abgehen und zu in ge; enseitigeia Abstand voneinander angeordneten Stellen (46) zur Umfangskante (44) des plat-,enförmigen Körpers geführt sind,

3. Strömungsmittel-Gteuervorrichtung nach .jispruch 5, dadurch gekennzeichnet, dab im I'lattenbzuteil (12) Ausnehmungen bzw. Nuten für mehrere in gegenseitigem Abstand a-i^eovdnete Strömungsmittel- " Steuerelemente (14) angeordnet sind.

9· Strömun^suiittel-oteuervorrichtunr. nach ,jir^ruch ?, dudurcii gekennzeichnet, da'j, die einzelnen Stroliiungsmittel-SteuGrelemente (14) in gegonseiti·. em abstand et'wa parallel zueinander angeordnet sind, und daß die Belüftungskannle jeweils für zwei benachbarte Steuerelemente an einer Stelle (4?a) zucafflinenlaufen und von dieser Stelle als ge ω ein; Kanal (4kib) fortgeführt sind.

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10» Gtromungsmittel-Steucrvorrichtung: nac!i ansprach 6, dadurch gekennzeichnet, da·:* die £dchtungsplatte als auf einer ^lachseite des xlattenkörpers oufgelegte Beschalturr ..schicht vorgesehen ist, in der an beütitu^ten stellen mehrere geschlossene '/eroindungskanäle eingeformt sind, die mit bestimmten Schaltungsteilen von ν enigstens zwei Stromungsmittel-Steuereleinenten (14) in 7erbinuung stehen, wobei Befestigungsmittel zum Zusammenschließen der Üesch;Itungsschicht (55) und des plattenförmigen Körpers (12) vorgesehen sind,

11. Strömung smittel-Steuervorrichtung. nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Beschaltungsschicht (56) gebildeten Kanäle in die der ij'lachseite (16) abgekehrte Seite der Beschültun; sschicht eingearbeitet und durch eine Abdeckplatte (JJ2.) abgedeckt sind. ν

12. Strömungsmittel-Steuervorrichtung nach einem der anspräche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dal; die zur ibdichtung der Äuten dienende Jichtungsschicht (50) aus länglichen Streifen aus flexiblem Material ausgeführt ist und an festgesetzten Stellen Löcher

P (52, 54) aufweist, welche bestimmte Teile der Strömun; smittel-Stcuerelemente (14) bilden; daß eine --,eschaltunrsschicht (56) auf die üichtun; sschicht (50) aufgelegt ist, wobei die Anordnung der Löcher in der Dichtungsschicht mit derjenigen der Löcher und Kanäle in der Beschaitungsschicht derart abgestimmt ist, daß wenigstens zwei der Strömungsmittel-Steuereleuiente zu einer Schaltung zusammengeschlossen sind, und wobei die aufeinanderliegenden Schichten (12, 50, 56) durch Befestigungsmittel aneinanderliegend gehalten sind.

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15. Str-üiungsmittel-Steuervorrichtung: n^ch An-,'iT.^ucli 12, d;.durch gekennzeichnet, daß die in der 3eiuhaltun^ BGchicht (56) vorgesehenen Fa:;äle (7C) in der der JiCh⁴UHt;. schicht (50) abgekehrten Seite der r?efc:ch'l!"uij^s:3chicht eingeordnet ciirl; und daß die ' an"lc ^:/,^;O durch eine Abdeckplatte (72) abgedeckt Hind (j?i· . 5-)·

1-. ?t.^öumni_siuittel-5teuervorrichtung; nach Ji-. pruch 12, da lurch gekennzeichnet, daü eine z' eite

-".sc'iicht ('Ht-) aus nachgiebigem I.aterial auf aie erste Beschaltun^sschicht (103) aufgesetzt ist und mehrere [,eschlossene Schr.ltunfrskanäle auf- -.veict, welcne v.-eni^stens einige der Strüiüunesmittelüteaereleaicnte (1^) in vorgegebener jeise miteinander veroindet (-d'i^. 6).

15· StröuiUn^s.aittel-Steuervorrichtun^ nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dal. eine zweite Besen altungsschicht (210) aus nach_L iebi; em !Material aui" die der lichtuii[Sschicht abgekehrte leite der Eleaentenplatte (2oü) aufgesetzt ist und mehrere ^eschl.issene Kanäle aufv;eist, welche wenigstens einige der Strömun^smittel-Gteuerelemente in vorgegebener V/eise miteinander verbindet (/ig. 7)

T. Strömuni-smittel-nteuervorrichtung ncch einem ler Ansprüche 12 bis 15* dadurch gekennzeichnet, dnii die stj-^ifenföruiigre DichtungSGChicht aus flexiblem, relativ inkompresciblem Kunststoff und die Beschaltun^s-Bchicht aus komr^ressiblem Gummi oder gummi uhr liehen I'ater-ial hergestellt sind; und daß eine i'eckj. latte mittels Befestigungselemcnten mit den dys oder die

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Strömungsniittel-Steuereleiaente badenden Plattenkörper verbunden ist, wobei die platten bzw. Schichten eine zusammengesetzte geschichtete Schaltung'seinheit bilden.

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