DE1799026C3 - Turbulenzverstärker - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Turbulenzverstärker nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei einem bekannten Turbulenzverstärker dieser Art (»Industrieanzeiger«, 1967, Nr. 9, Seiten 29 bis 31) besteht die Verdrahtungsplatte aus starrem Material, nämlich aus Aluminium, wobei die Deckplatte die gesamte Dichtungsfunktion übernehmen muß. Der Turbulenzverstärker besteht dabei aus einem Verstärkerblock aus drei Aluminiumstreifen, von denen der mittlere Streifen den gemeinschaftlichen Eingang-Sammelkanal sowie alle Ein- und Ausgänge enthält. Durch die Streifen werden die einzelnen Turbulenzverstärkerbauteile, die jeweils nur ein Steuerelement enthalten, zusammengedrückt, wenn die drei Aluminiumstreifen durch die Befestigungsschrauben miteinander verbunden werden. Durch diese Ausführung des Verstärkerblocks aus mehreren Einzelteilen sind die Herstellungskosten verhältnismäßig hoch.

Durch »IBM Technical Disclosure Bulletin«, Vol. 6, Oktober 1963, Seiten 3/4, ist es zwar bereits bekannt, die Dichtungsplatte bei Fluidelementen mit Klebseiten zu versehen, jedoch gibt dies für Turbulenzverstärker von ihrer Funktion her keine technische Möglichkeit der Verbindung der Platten, weil nämlich hierbei, wobei im übrigen auch die Verdrahtungsplatte aus festem Material besteht, eine Beeinträchtigung der Strömung durch Klebstoff eintreten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Turbulenzverstärker der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem bei einfachstem Aufbau die Möglichkeit eines einfachen, sandwichartigen Zusammenbaus einzelner Turbulenzverstärker gegeben ist, ohne daß irgendwelche Dichtungsprobleme aufträten oder spezielle, komplizierte Verbindungsmechanismen h> vorgesehen sein müßten.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches genannten

Merkmale gelöst

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist Gegenstand des Unteranspruches.

Die Lösung der oben angegebenen Aufgabe gelingt erfindungsgemäß mit anderen Worten dadurch, daß die Verdrahtungsplatte selbst aus elastischem, kompressiblem, gummiähnlichem Material besteht, so da3 sie Dichtungsfunktionen übernehmen kann, wogegen der relativ dünne, vorzugsweise aus Polyäthylenteraphthalat oder einem anderen geeigneten und im wesentlichen inkompressiblen, aber flexiblen Kunststoff bestehende Streifen der Deckplane selbst als wesentliche Aufgabe nicht mehr die einer aktiven Dichtungsfunktion besitzt wie sie beispielsweise Gummi hat Vielmehr hat die Deckplatte zum einen die Aufgabe, zu verhindern, daß die elastisch kompressible, gummiähnliche Verdrahtungsplatte in die Nuten des Steuerelementes der Verstärkerplatte eingedrückt wird, und zum anderen die Aufgabe, durch ihre Flexibilität sich den Unebenheiten der Verstärkerplatte und dem Druck der Verdrahtungsplatte anzupassen. Die Verdrahtungsplatte dient also nicht nur zur Verdrahtung, sondern wirkt auch als Dichtung und macht zusätzliche kompressible Dichtscheiben, beispielsweise aus Gummi, überflüssig, die bei Verwendung starrer oder inkompressibler Verdrahtungsplatten erforderlich wären.

Durch die insbesondere bei Hochpräzisions-Fluidtechniken äußerst wichtigen Dichtungsfunktionen, die bei dem erfindungsgemäßen Turbulenzverstärker eine Leckage völlig ausschließen, lassen sich äußerst geringe Steuerkräfte verwenden, um einen laminaren Strahl in gesteuertem Zustand in einen turbulenten Strahl zu verwandeln. Die Wiederherstellung des laminaren Flusses zur Wiedereinschaltung der gesteuerten Vorrichtung erfolgt in bekannter Weise automatisch beim Abbrechen des Steuersignals.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert Dabei zeigt

F i g. 1 einen Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Turbulenzverstärkers nach der Erfindung,

Fig.2 und 3 schematische Schnittdarstellungen zweier abweichender Ausführungsbeispiele der Erfindung,

F i g. 4 eine Teilansicht auf den Turbulenzverstärker nach Fig. l.und

F i g. 5 eine Draufsicht auf die Verdrahtungsplatte des Turbulenzverstärkers gemäß F i g. 1.

Wie F i g. 1 zeigt, ist eine innere Deckfiäche einer Verstärkerplatte 12 mit einer Anzahl von das Steuerelement bildenden Nuten bzw. Kanälen versehen. Auf die innere Deckfläche der Verstärkerplatte 12 ist ein relativ dünner Streifen 50 aus Polyäthylenterephthalat oder einem anderen geeigneten und relativ inkompressiblen, jedoch flexiblen Kunststoff aufgelegt, die sogenannte Deckplatte. Die Deckplatte 50 ist wie F i g. 4 zeigt, mit geeignet angeordneten Bohrungen 52 und 54 versehen, welche eine Verbindung zwischen bestimmten Punkten der Steuerelemente und einer Verdrahtungsplatte 56 (F i g. 1), die nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird, herstellen. Die flexible Deckplatte 50 hat die Aufgabe, die innere Deckfläche der Verstärkerplatte 12 für den Fall einseitig abzudichten, daß bei Verwendung einer starren Verdrahtungsplatte die Verstärkerplatte nicht genau flach oder eben ausgebildet ist. Eine weitere Funktion der flexiblen Deckplatte 50 liegt darin, zu verhindern, daß die Verdrahtungsplatte in die Nuten des Strömungsmittel-Steuerelementes 14 eingedrückt wird,

wenn die Verdrahtungsplatte 56 aus nachgiebigem Material gebildet ist Die Verdrahtungsplatte 56 ist auf der flexiblen Deckplatte 50 in der aus F i g. 1 ersichtlichen Weise angeordnet und mit geeigneten Kanälen und Bohrungen versehen, welche eine vorgegebene Strömungsmittel-Logikschaltung unter Verbindung von wenigtens zwei einzelnen Steuerelementen bilden. Daher ist die Verdrahtungsplatte 56 gemäß Fig.5 mit einem Paar von Bohrungen 60 und 62 versehen, welche über einen Kanal 64 miteinander verbunden sind.

Ein weiteres Bohrungspaar 66 und 68 ist über einen Kanal 70 miteinander verbunden. Die obengenannten Bohrungen und Kanäle bilden einen relativ einfachen Strömungsschaltkreis für einen Flip-Flop, der hier nur zu Anschauungszwecken als Ausführungsbeispiel gezeigt ist und dessen Funktion nachstehend erläutert wird.

Wie F i g. 1 zeigt, ist auf der Verdrahturgsplatte 56 eine Deck- oder Dichtungsschicht 72 angeordnet Die Schicht 72 ist relativ dick und besteht aus einem geeignet starren Kunststoff. Sie dient zum Abdichten aller in der Verstärkerplatte vorgesehenen Kanäle, mit Ausnahme derjenigen Stellen, wo Verbindungen zwischen den einzelnen Steuerelementen und externen Druckwellen oder Anschlußpunkten der Gesamtschaltung erhalten bleiben müssen. Alle aneinandergelegten Schichten sind mit geeigneten Löchern 74 (F i g. 4 und 5) ausgestattet in welche die Anordnung zusammenhaltende, hier nicht gezeigte Niete eingesetzt werden können. Es ist wesentlich, daß die Verdrahtungsplatte 56 vorzugsweise aus relativ weichem und nachgiebigem Material, beispielsweise aus Gummi, hergestellt ist. Daher ist die Verdrahtungsplatte 56 nicht nur eine reine Verdrahtungsplatte, sondern wirkt auch als Abdichtlage und macht daher zusätzliche Dichtscheiben, die bei Verwendung starrer oder inkompressibler Verdrahtungsplatten 56 erforderlich wären, überflüssig.

Wie F i g. 1 im übrigen noch erkennen läßt, weist die Verstärkerplatte 12 eine Wechselwirkungskammer 20 auf, in die aus einer Hauptstrom-Eingangsleitung 28 in bekannter Weise über einen Eingangskanal fluidisches Arbeitsmittel eintreten kann. Nicht gezeigte Steuerkanäle, die in die Wechselwirkungskammer 20 münden, werden über Nuten 34 und Steuermittel-Eingangsan-Schlüsse 36 mit Steuerstrom versorgt. Die Wirkungsweise derart aufgebauter Turbulenzverstärker gehört im übrigen zum Stand der Technik und braucht daher an dieser Stelle nicht weiter erläutert zu werden. Zu den Bohrungen 60 und 66 in der Verstärkerplatte 56 ausgerichtete Bohrungen 80a und 806 in der Außendeckplatte 72 (Fig. 1) können im übrigen in geeignete Anschlußbauteile, beispielsweise Ansätze münden, an die äußere Druckleitungen angeschlossen werden können.

In F i g. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem eine Verstärkerplatte 100 mit in ihrer oberen Deckfläche 102 eingeformten Steuerelementen versehen ist. Auf der Deckfläche 102 liegt eine Schicht 104 aus flexiblem Material auf, in die nach einem bestimmten bo Muster in der Zeichnung nicht dargestellte Löcher eingearbeitet sind. Auf der flexiblen Schicht 104, nämlich der Deckplatte, ist eine nachgiebige Verdrahtungsplatte 108 aufgebaut, in deren einer Deckfläche Löcher und Kanäle eingearbeitet sind, welche eine zur Verbindung μ von wenigstens zwei in der Deckfläche 102 eingearbeiteten Steuerelementen dienende Schaltung bilden. Eine zweite, nachgiebige Verdrahtungsplatte 110 ist direkt auf die Oberseite der ersten Verdrahtungsplatte 108 aufgesetzt und weist in einer ihrer Deckflächen Löcher und Kanäle auf, welche eine bestimmte Strömungsmittel-Logikschaltung bilden, die entweder Teile der Strömungsmittelschaltungen der ersten mit anderen Teilen verbindet oder sie direkt an bestimmte Teile der in der Platte 100 vorgesehenen Steuerelemente anschließt Auch die obere Deckfläc.he der oberen Verdrahtungsplatte 110 ist eine Deckschicht 112 aufgesetzt, welche die Anordnung gegen Atmosphäre abdichtet Die äußere Deckplatte UO könnte natürlich mit geeigneten Anschlußstücken für Außenleitungen ausgestattet sein.

F i g. 3 zeigt eine andere Anordnung der Einzelteile, wobei die Verstärkerplatte 200 eine Zwischenschicht des zusammengesetzten Turbulenzverstärkers bildet. Die Verstärkerplatte 200 weist daher an ihrer Oberseite 202 Steuerelemente auf. Eine flexible Schicht oder Deckplatte 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 Verdrahtungsplatte 206 aufgesetzt die mit in bestimmter Anordnung vorgesehenen Kanälen und Löchern die einzelnen Strömungsmittel-Steuerelemente miteinander verbindet Eine äußere Deckplatte 208 ist auf die Verdrahtungsplatte 206 aufgesetzt Eine weitere Verdrahtungsplatte 210 ist an der Unterseite 212 der Verstärkerplatte 200 angeordnet und ist ebenfalls mit Bohrungen und Kanälen ausgestattet. Bei der Anordnung gemäß Fig.3 müssen in der Verstärkerplatte 200 Bohrungen an allen Strömungsmittel-Einlaß- und Auslaßstellen vorgesehen sein, die mit Löchern oder Bohrungen in der unteren Verdrahtungsplatte 210 in Verbindung stehen. Ferner ist eine weitere äußere Abdeckschicht 214 auf der Unterseite der Verdrahtungsplatte 210 vorgesehen, um die Gesamtanordnung gegen Atmosphäre abzudichten. Die untere Außenabdeckplatte 214 kann ebenfalls mit Löchern versehen sein, die zum Anschluß externer Leitungen dienen.

Funktionell ist es an sich unwichtig, ob die der Verstärkerplatte zugekehrte oder die von dieser abgekehrte Deckfläche der Verdrahtungsplatte die Verbindungskanäle aufweist, es sei denn, daß dieser Faktor den Einsatz eines flexiblen Streifens aus Kunststoff zwischen einer Verdrahtungsplatte und der Verstärkerplatte bestimmt. Wenn in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig.2 die Verdrahtungsplatten so angeordnet wären, daß die genuteten Flächen beider Verdrahtungsplatten zueinander wiesen, so ergäbe sich die Notwendigkeit einer Zwischenschicht zwischen den beiden Verdrahtungsplatten, um unerwünschte Verbindungsstellen zwischen den verschiedenen Teilen dieser Schaltungen zu vermeiden. Diese Schicht wäre also zusätzlich zu der Schicht 104, die zur Verhinderung des Einprägens des nachgiebigen Materials der Verdrahtungsplatte 108 in die Ausnehmungen der Steuerelemente dient erforderlich. Hieraus ergibt sich, daß einige Schichten oder Platten durchaus unterschiedlich angeordnet werden können und daß sie in wiederholten Folgen aufeinandergesteckt werden können, um einen relativ komplizierte Steuerfunktionen ausübenden Schaltkreis zu schaffen. Zu diesem Zweck wird die VeiLindungsschaltung innerhalb der Verdrshtungsplatten so ausgeführt, daß äußere Leitungsverbindungen nach Möglichkeit entfallen, wobei als wesentlicher Gesichtspunkt dient, daß die Entlüftung der einzelnen Steuerelemente entlang der Kantenbereiche oder

Stirnflächen der Verstärkerplatten erfolgt, so daß die Deckflächen der Platten von der Atmosphäre isoliert sind und unmittelbar an andere Schichten des zusammengesetzten, sandwichartigen Blockes angelegt werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Turbulenzverstärker mit einer Vielzahl in einer Deckfläche einer Verstärkerplatte durch Vertiefungen gebildeter langgestreckter, miteinander in Wirkverbindung stehender, nebeneinander angeordneter paralleler Steuerelemente, die jeweils einen Eingangskanal, einen Ausgangskanal, wenigstens einen Entlüftungskanal sowie wenigstens einen Steuerkanal aufweisen, mit einer sämtliche Kanäle miteinander verbindenden langgestreckten Wechselwirkungskammer, einer die Steuerelemente der Verstärkerplatte dichtend abdeckenden Deckplatte aus flexiblem, jedoch im wesentlichen nicht korn- ts pressibiem Kunststoff, und einer an die Deckplatte anschließenden Verdrahtungsplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtungsplatte (56, 108) aus elastischem, kompressiblem, gummiähnlichem Material besteht; und daß die Verdrah- tungsplatte (56, 108) nur an der der flexiblen Deckplatte (50) abgewandten Seite eine Vielzahl von Schaltkanälen (64,70) aufweist

2. Turbulenzverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß angrenzend an die elastische Verdrahtungsplatte (108) eine weitere Verdrahtungsplatte (110) aus elastischem Material angeordnet ist