DE2221191A1

DE2221191A1 - Fluidic device

Info

Publication number: DE2221191A1
Application number: DE19722221191
Authority: DE
Inventors: Jansen Theodore John
Original assignee: Automatic Switch Co
Current assignee: Automatic Switch Co
Priority date: 1971-04-30
Filing date: 1972-04-29
Publication date: 1972-11-09
Also published as: NL7205793A; FR2134680A1; CH539209A; CA945904A; AU456735B2; FR2134680B1; BE782826A; ZA722838B; AU4168272A; IT955190B; GB1346962A; BR7202640D0; US3712320A

Description

Automatic Switch. Company, Florham Park, New ,Jersey (V.St.A.)Automatic switch. Company, Florham Park, New, Jersey (V.St.A.)

Fluidic-VorrichtungFluidic device

Die Erfindung betrifft eine Fluidic-Vorrichtung.The invention relates to a fluidic device.

Es ist ein Fluidic-Element bekannt, welches einen Strömungskanal für ein Trägerströmungsmittel und einen Kanal für ein Steuerströmungsmittel aufweist, welches auf die Trägerströmung einwirkt, um eine Verstärkung oder einen Schaltvorgang auszuüben. Es sind auch bereits mehrere solcher Fluidic-Elemente in einem einzigen Gehäuse angeordnet worden, um eine Fluidic-Vorrichtung zu schaffen. Diese Vorrichtung besitzt Einlaß- und Auslaßkupplungen zu den verschiedenen Fluidio-Elementen sowie Verbindungsmittel zwischen den Fluidic-Elementen der Vorrichtung.It is a fluidic element known which one Has a flow channel for a carrier fluid and a channel for a control fluid, which acts on the carrier flow to gain or switch exercise. Several such fluidic elements are already arranged in a single housing to create a fluidic device. This device has inlet and Outlet couplings to the various Fluidio elements and connecting means between the fluidic elements of the device.

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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

Die bisher bekannten Fluidic-Vorrichtungen weisen eine Parallelschaltung auf. Diese Ausgestaltung führt zu verschiedenen Nachteilen, welche die betriebliche Zuverlässigkeit und die Nützlichkeit der Vorrichtung herabsetzen und eine verhältnismäßig wenig wirkungsvolle Herstellung zur Folge haben. Solche Fluidic-Elemente sind im allgemeinen aus Kunststoff hergestellt, der eine bestimmte Schrumpfungscharakteristik besitzt. Diese Charakteristik kann bezüglich ihrer Größe über den Querschnitt der Vorrichtung unterschiedlich sein und hat demgemäß unterschiedliche Betriebscharakteristika für gleiche Fluidic-Elemente der Vorrichtung zur Folge. Darüber hinaus verändert die ungleichmäßige Schrumpfung in unerwünschter Weise die Ausrichtung der Komponenten zueinander und deren Dichtung untereinander. Weiterhin haben die verhältnismäßig großen Abmessungen eines Gehäuses bei einer solchen Ausbildung in einer großen Anzahl von Fluidic-Elementen die Ausbildung von verhältnismäßig langen Strömungskanälen zwischen den Elementen zur Folge, die ihrerseits in unerwünschter Weise die Ansprechzeit der Fluidic-Elemente vergrößern. Bei einer Ausbildung der bekannten Vorrichtung ist ein Trägergas-Einlaßverteiler vorgesehen, welcher mit einem oder mehreren der Fluidic-Elemente der Vorrichtung in Verbindung steht. Die Vielzahl von parallel geschalteten Fluidic-Elementen, die Trägergas von einem gemeinsamen Einlaßverteiler zugeleitet bekommen^ hat eine entsprechende räumliche Ausdehnung entlang der Länge des Körpers zur FolgeThe previously known fluidic devices are connected in parallel. This design leads to various disadvantages including operational reliability and usefulness of the device and result in a relatively inefficient manufacture. Such fluidic elements are generally made of plastic, which has a certain shrinkage characteristic owns. This characteristic can be different with respect to its size over the cross section of the device and accordingly has different operating characteristics for the same fluidic elements of the device result. In addition, the uneven shrinkage undesirably changes the orientation of the components to one another and their seal to one another. Furthermore, they have proportionately large dimensions of a housing with such a design in a large number of fluidic elements result in the formation of relatively long flow channels between the elements, which in turn undesirably increase the response time of the fluidic elements. At a Formation of the known device, a carrier gas inlet manifold is provided, which with one or more of the fluidic elements of the device is in connection. The multitude of Fluidic elements connected in parallel, the carrier gas from a common inlet manifold get supplied ^ results in a corresponding spatial expansion along the length of the body

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und führt mithin zu einer Vorrichtung mit einem Formfaktor der eine Packungsdichte erzielen läßt, die kleiner ist als die erwünschte.and thus leads to a device with a form factor that allows a packing density to be achieved which is smaller than the desired one.

Die bisherige Herstellung von derartigen Vorrichtungen in Parallelschaltung ist verhältnismäßig unzweckmäßig bzw. aufwendig aufgrund der Tatsache, daß eine große Anzahl von Meten zu setzen ist, die im allgemeinen für die Herstellung einer solchen Vorrichtung erforderlich sind. Die Anbringung einer großen" Zahl von Nieten führt in aller Regel zu einer ungleichmäßigen Druckverteilung zwischen den Teilen des Körpers, die letztlich die Arbeitsweisebzw, das. Betriebsverhalten der Vorrichtung ungünstig beeinflußt. Schließlich haben Pluidic-Elemente verhältnismäßig kleine Abmessungen und werden daher durch Herstellung eines verhältnismäßig großen Musters und durch dessen photografische Verkleinerung bis auf die Endabmessungen eines Linienmusters für die in die Oberfläche einer Platte zu ätzenden Nuten verkleinert. Die rechtwinklige Oberfläche eines Gehäuseteils einer für Parallelschaltung ausgebildeten Vorrichtung stimmt nicht mit den für derartige photografische Verkleinerung benutzen Linsensystemen überein. Die mit den am Umfang der Linsen liegenden Abschnitten photografisch verkleinerten Abschnitte der Vorrichtung rufen aufgrund von Linsenverzerrungen Ungleichförmigkeiten hervor. Aus diesen und anderen Gründen sind die Betriebscharakteristiken und die Herstellungseffizienz von parallel geschalteten Fluidic-The previous production of such devices in parallel is relatively inexpedient or expensive due to the fact that a large number of meters is to be set, the are generally required for the manufacture of such a device. The attachment of a large "number of rivets usually leads to an uneven pressure distribution between the Parts of the body that ultimately adversely affects the performance of the device. Finally, have Pluidic elements relatively small dimensions and are therefore made by making a relatively large pattern and its photographic reduction to the final dimensions of a Line pattern for the grooves to be etched in the surface of a plate, reduced in size. The right-angled The surface of a housing part of a device designed for parallel connection is incorrect with the lens systems used for such photographic reduction. The ones with the am Perimeter of the lens lying sections photographically reduced sections of the device call irregularities due to lens distortion emerged. For these and other reasons, the operating characteristics and manufacturing efficiency are of parallel fluidic

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Vorrichtungen bisher geringer gewesen als dieses wünschenswert ist.Devices heretofore have been less than this is desirable.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Fluidic-Vorrichtung zu schaffen, mit der zumindest die meisten der vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden sind.The object of the invention is to provide a fluidic device to create with at least most of the disadvantages described above too are to be avoided.

Als Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß ein ringförmiger Körper vorgesehen ist, der mehrere ringförmig um ihn herum angeordnete Fluidic-Elemente aufweist j daß Strömungskanäle zur Verbindung mit den Fluidic-Elementen vorgesehen sind; und daß sich ein Verteilungsmittel in die Vorrichtung hineinerstreckt, welches ein Strömungsmittel von einer Quelle zu den Strömungskanälen leitet.As a solution to this problem, the invention provides that an annular body is provided which several fluidic elements arranged in a ring around it comprises j that flow channels are provided for connection to the fluidic elements; and that a distribution means extends into the device which is a fluid of a source to the flow channels.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung können mehrere in Lagen geschichtet angeordnete Ringkörper vorgesehen sein.In a preferred embodiment of the invention can several annular bodies arranged in layers may be provided.

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Die Erfindung und bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind nachstehend an Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf eine Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt:The invention and preferred refinements of the invention are illustrated below using exemplary embodiments further explained with reference to a drawing. It shows:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fluidic-Vorrichtung;1 shows a side view of a fluidic device according to the invention;

Fig. 2 eine Explosionsdarstellung 'von Elementen des Körpers einer Fluidic-Vorrichtung;Figure 2 is an exploded view of elements of the body of a fluidic device;

Fig. 3 eine vergrößerte Teildraufsieht auf eine Kanalscheibe einer erfindungsgemäßen Fluidic-Vorrichtung; undFig. 3 is an enlarged partial plan view of a Channel disk of a fluidic device according to the invention; and

Fig. 4- ein vergrößerter Querschnitt der Fluidic-Vorrichtung gemäß Fig. 1. ·Figure 4- is an enlarged cross-section of the fluidic device according to Fig. 1. ·

Die in der Zeichnung gezeigte Fluidic-Vorrichtung weist einen ringförmigen Körper bzw. ein ringförmiges Hauptteil 10 mit mehreren ringförmig ausgebildeten Teilen auf, die mehrere Fluidic-Elemente darstellen. Fig. 4 zeigt einen Zwei-Lagen-Körper,, wobei jede Lage eine gesonderte Schar symmetrisch angeordneter Fluidic-Elemente darstellt. Jede Lage in einer Mehr-Lagen-Vorrichtung besteht aus einer kreisförmig ausgebildeten Strömungs- bzw. Kanalscheibe 12 CFig. 2) aus Kunststoff, beispielsweise aus Polystyren, mit einer in ihrer Mitte angeordneten Öffnung 13, einer kreisförmig ausgebildeten Dichtung 14 aus beispielsweise Buna mit einer in ihrer Mitte angeordneten Öffnung 15, einer kreisförmig ausgebildeten Scheibe 16 aus beispielsweise 6H*s einer Beryllium-Kupfer -Legierung mit einer in ihrer Mitte angeordneten Öffnung 17 und einer kreisförmig ausgebildetenThe fluidic device shown in the drawing has an annular body or an annular one Main part 10 with several ring-shaped parts that represent several fluidic elements. Fig. 4 shows a two-layer body, each layer being a separate group of symmetrically arranged Represents fluidic elements. Each layer in a multi-layer device consists of one circular trained flow or channel disc 12 CFig. 2) made of plastic, e.g. made of polystyrene, with an opening 13 arranged in its center, a circular seal 14 for example Buna with an opening 15 arranged in its center, a circular one Disk 16 made of, for example, 6H * s of a beryllium copper -Alloy with one placed in their center Opening 17 and a circular one

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Dichtung 18 aus beispielsweise Buna mit einer in ihrer Mitte angeordneten Öffnung 19. Wie nachstehend noch im einzelnen ausgeführt ist, sind die Kanalscheibe 12 und die Scheibe 16 mit einer Mehrzahl von Öffnungen und sich quer erstreckenden Nuten versehen, welche die erwünschten Strömungskanäle für die Fluidic-Elemente bilden. Um das verhältnismäßig weiche Material der Dichtungen 14 und.18 daran zu hindern, sich in diese Ausnehmungen hineinzuverformen und diese zu versperren, ist zwischen die Strömungs- bzw. Kanalscheibe 12 und die Dichtung 14 eine beispielsweise aus Polyäthylen-Theraphthalat-Harz bestehende kreisförmige Kunstscheibe 20 mit einer mittig angeordneten kreisförmigen Öffnung 21 gelegen. Ähnliche Scheiben 22 und 24 sind ebenfalls in Sandwich-Bauweise zwischen der Scheibe 16 und der Dichtung 14 sowie der Dichtung 18 und der Scheibe 16 vorgesehen. Eine oder mehrere Anordnungen aus diesen Elementen werden vorgesehen um eine zweite Lage zu bilden, wie dieses in Fig. 4 dargestellt ist.Gasket 18 made, for example, of Buna with an opening 19 located in its center. As below is still detailed, the channel disk 12 and the disk 16 are with a plurality of Openings and transversely extending grooves are provided, which the desired flow channels for form the fluidic elements. To the relatively soft material of the seals 14 and 18 to prevent themselves from deforming into these recesses and to block them, is between the flow or channel disk 12 and the seal 14 one for example made of polyethylene theraphthalate resin existing circular synthetic disk 20 with a centrally arranged circular opening 21 located. Similar disks 22 and 24 are also sandwiched between the disk 16 and the seal 14 as well as the seal 18 and the disk 16 are provided. One or more arrangements these elements are used to form a second layer, as shown in FIG is.

Die Elemente sind um eine längliche, ringförmig ausgebildete Rohrverzweigung 26 herum angeordnet, die ein Mittel zum Transport eines Trägergases von einer nicht gezeichneten Quelle zu den Fluidic-Elementen der Vorrichtung aufweist. Die Rohrverzweigung 26 besitzt einen Abschnitt 27 verminderten Außendurchmessers, eine zentrisch angeordnete Bohrung 28 und eine Öffnung 30, welche sich querThe elements are arranged around an elongated, ring-shaped branch pipe 26, which a means for transporting a carrier gas from a source, not shown, to the fluidic elements of the device. The manifold 26 has a section 27 reduced Outside diameter, a centrally arranged bore 28 and an opening 30, which transversely

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durch eine Wandung der Bohrung 28 hindurcherstreckt. Die öffnung 30 steht mit einem geschlossenen Raum 31 in Verbindung, der von dem Abschnitt 27 und den Elementen gebildet ist. Eine Trägergasströmung aus beispielsweise Druckluft strömt zu dem Raum 31 über eine geschlossene Leitung, welche durch ein Kunststoffknie 32, die Bohrung 28 und die Öffnung 30 gebildet wird. Das zuströmende Trägergas wird von einem Nylonsieb y\- (Fig· ^) gefiltert, welches sich von einem Teil 36 an der vorderen Kante des Teils 26 in di-e Bohrung 28 hineinerstreckt. Das Siebfilter weist eine Schulter 38 auf, die am Teil 36 des rohrförmigen Verteilers 26 anliegt und eine weitere Hineinbewegung in die Bohrung 28 verhindert. Zwischen dem Kunststoffknie 32 und dem Teil 26 ist ein Preßsitz vorgesehen, und eine auf die untere Außenseite der Schulter 38· von einer Schulter 40 im Kunststoffknie 32 ausgeübte Kraft hält das Siebfilter 34 an seinem Platz.extends through a wall of the bore 28. The opening 30 is connected to a closed space 31 which is formed by the section 27 and the elements. A carrier gas flow of, for example, compressed air flows to the space 31 via a closed line which is formed by a plastic elbow 32, the bore 28 and the opening 30. The inflowing carrier gas is filtered by a nylon screen y (Fig. ^), Which extends from a part 36 at the front edge of the part 26 into the bore 28. The screen filter has a shoulder 38 which rests on part 36 of the tubular distributor 26 and prevents further movement into the bore 28. A press fit is provided between the plastic elbow 32 and the part 26, and a force exerted on the lower outside of the shoulder 38 by a shoulder 40 in the plastic elbow 32 holds the screen filter 34 in place.

Zusätzlich zu den vorstehend bereits bezifferten Teilen weist die Vorrichtung Mittel zum fluchtenden Ausrichten und zur Montage der Elemente auf der Rohrverzweigung 26 auf. Diese Mittel umfassen eine kreisförmige obere Platte 42 und eine kreisförmige untere Platte 44, die jeweils mit einer mittigen Öffnung versehen sind. Zentrierstifte 45 erstrecken sich durch Ausricht- bzw. Zentrieröffnungen 46, welche in den Elementen vorgesehen sind, sowie durch Öffnungen in der oberen und unteren Platte, um eine fluchtende AusrichtungIn addition to the parts already numbered above, the device has means for aligning Align and mount the elements on the manifold 26. These funds include a circular top plate 42 and a circular bottom plate 44, each with a central opening are provided. Centering pins 45 extend through alignment or Centering openings 46 which are provided in the elements, as well as through openings in the upper one and lower plate to get a flush alignment

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der verschiedenen Teile der Anordnung zu gewährleisten. Diese Öffnungen sind vorzugsweise asymmetrisch um den Rohrkörper 26 herum angeordnet, um eine falsche Anordnung der Elemente zu verhindern. Die obere Platte 4-2 wird von einer Schulter 4-7 gehalten, die Teil des Rohrkörpers 26 ist. Gegen die untere Außenseite der Platte 4-4- wird eine Kraft ausgeübt, welche die Anordnung mit dem Rohrkörper 26 verbindet und an diesem befestigt. Diese Kraft wird von einem Distanzstück 48 und einer Mutter 4-9 aufgebracht, welch letztere mit einem Außengewinde des Rohrkörpers 26 im Eingriff ist. Zwischen dem Distanzstück 48 und der Mutter 4-9 ist eine sternförmige Unterlegscheibe 51 angeordnet. Eine 0-Ring-Dichtung 52 sorgt für eine lecksichere Dichtung zwischen dem Rohrkörper 26 und der unteren Platte 44.of the various parts of the arrangement. These openings are preferably arranged asymmetrically around the tubular body 26, to prevent incorrect arrangement of the elements. The top plate 4-2 is supported by a shoulder 4-7, which is part of the tubular body 26. Against the lower outside of the plate 4-4- will exerted a force connecting and securing the assembly to tubular body 26. This force is applied by a spacer 48 and a nut 4-9, the latter is engaged with an external thread of the tubular body 26. Between the spacer 48 and the Nut 4-9, a star-shaped washer 51 is arranged. An O-ring seal 52 ensures a leak-proof seal between the tubular body 26 and the lower plate 44.

DieElementenanordnung für die Fluidic-Vorrichtung sei nunmehr anhand der Fig. 2 und 3 noch genauer beschrieben. Die Kanalscheibe 12 weist auf ihrer Oberseite vorgesehene Ausnehmungen auf, die in Verbindung mit einer Dichtung 14- eine Mehrzahl von Fluidic-Elementen darstellen,, die in gleichmäßigem Abstand um die Längsachse 60 der Scheibe herum angeordnet sind. Obwohl die in den Fig. 2 und 3 dargestellten Fluidic-Elemente als Bestandteile eines Strömungsverstärkers dargestellt sind, sei darauf hingewiesen, daß andex-e Fluidic-Elemente, beispielsweise Vandbefestigungs- und proportionale Flip-Flop-Verstärker sowie sogenannte One-Shot-The element arrangement for the fluidic device will now be described in more detail with reference to FIGS. The channel disc 12 has on her Upper side provided recesses, which in connection with a seal 14- a plurality of Fluidic elements represent, which are evenly spaced around the longitudinal axis 60 of the disc are arranged. Although the fluidic elements shown in FIGS. 2 and 3 as components of a flow amplifier are shown, it should be noted that andex-e Fluidic elements, for example wall mounting and proportional ones Flip-flop amplifiers and so-called one-shot

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Elemente gleichermaßen gemäß den allgemeinen Merkmalen der Erfindung.ausgebildet sein können. Der gezeigte Turbulenz-Strömungsverstärker weist einen Trägergas-Emitterkanal 62 auf, welcher das Trägergas einer Steuerkammer 64 zuleitet. Durch die Anordnung der ebenen Außenseite der Dichtung 14 auf der Scheibe 12 bilden die in der Scheibe 12 vorgesehenen Nuten Kanäle und Kammern. Das aus der Kammer 64 strömende Trägergas strömt einer Sammelleitung 66 und einer Mündung 67 zu und sodann zu einem Auslaß des. Elementes oder durch eine Entlüftungsleitung 68 und 70 zu Entlüftungsmündungen 72 und 7^. Steuergaseinlässe sind durch Steuergasleitungen 76. 78» 80 imd 82 und deren zugeordnete Mündungen 77 _y 79, 81 und 83 geschaffen. Das Trägergas für jedes strömungstechnische Fluidic-Element strömt von der Öffnung 30 des Rohrkörpers (Fig. 4) in den Raum 31 durch einen kreisförmigen Verteiler, der von einem Kragen 84 und der Dichtung 14 gebildet wird, und weiter durch eine Einlaßmündung 85 zu dem Emitterkanal 62. Die Dichtung 14 besitzt Öffnungen 86, welche auf diejenigen Mündungen eines Fluidic-Elementes geschaltet sind, die in einem Kreislauf benutzt werden, während die Oberfläche der Dichtung die ungenutzten Mündungen abdichtet. In ähnlicher Weise besitzen die Scheiben 20, 22 und 24 Öffnungen 87, die mit den Scheibenmündungen und -Öffnungen 86 zusammenwirken. Diese Scheiben können austauschbar ausgebildet werden, indem Öffnungen 87 an jeder Stelle einer Mündung einer Scheibe 12 vorgesehen werden.Elements can also be designed in accordance with the general features of the invention. The turbulence flow amplifier shown has a carrier gas emitter channel 62 which feeds the carrier gas to a control chamber 64. Due to the arrangement of the flat outside of the seal 14 on the disk 12, the grooves provided in the disk 12 form channels and chambers. The carrier gas flowing out of the chamber 64 flows to a collecting line 66 and an opening 67 and then to an outlet of the element or through a vent line 68 and 70 to vent openings 72 and 7 ^. Steuergaseinlässe are created by control gas lines 76. 78 '80 IMD 82 and its associated orifices 77 _y 79, 81 and 83 thereof. The carrier gas for each fluidic fluidic element flows from the opening 30 of the tubular body (Fig. 4) into the space 31 through a circular manifold formed by a collar 84 and seal 14 and on through an inlet port 85 to the emitter channel 62. The seal 14 has openings 86 which are connected to those openings of a fluidic element that are used in a circuit, while the surface of the seal seals the unused openings. Similarly, the disks 20, 22 and 24 have openings 87 which cooperate with the disk mouths and openings 86. These disks can be made interchangeable in that openings 87 are provided at each point of an opening of a disk 12.

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Ein Verbindungsmittel zwischen den Fluidics in einer Strömungsscheibe 12 ist zum Teil durch die Öffnungen 87 in den Mylarscheiben 20 und 22, die Öffnung 86 in der Dichtung 14 und die Öffnung 88 in der Metallscheibe 16 vorgesehen. Die Öffnungen in den Scheiben 20 und 22 und in der Gummidichtung 14 dienen zur Schaffung einer Strömungsleitung zwischen einer bestimmten Nut eines Elementes und einer Verbindungsleitung in der Metallscheibe 16. In Fig» 2 weist beispielsweise das im ganzen mit 90 bezeichnete Fluidic-Element eine Sammelleitung auf, die mit öffnungen in der Scheibe 20, der Gummidichtung 14, der Scheibe 22 und der Metallscheibe 16 zusammengeschaltet ist. In der Scheibe 16 ist ein Strömungskanal 92 zwischen der mit der Sammelleitung des Elementes 90 verbundenen öffnung und einer Öffnung vorgesehen, die mit einer Steuerleitung eines auf der Scheibe 12 liegenden anderen Elementes 94 verbunden ist. Mithin dient der Auslaß des Fluidics 90 als Steuereinlaß für das Element 94. Zahlreiche ' andere Kreislaufanordnungen .können durch Anordnung der gewünschten Strömungskanäle in der Scheibe 90 sowie durch geeignete Schalträume zwischen den gewünschten Steuer- und Emitterleitungen in der Strömungsscheibe 12 in einfacher Weise geschaffen werden.A means of communication between the fluidics in a flow disk 12 is provided in part through the openings 87 in the mylar disks 20 and 22, the opening 86 in the gasket 14, and the opening 88 in the metal disk 16. The openings in the disks 20 and 22 and in the rubber seal 14 serve to create a flow line between a certain groove of an element and a connecting line in the metal disk 16. In FIG. 2, for example, the fluidic element designated as a whole by 90 has a collecting line which is interconnected with openings in the disk 20, the rubber seal 14, the disk 22 and the metal disk 16. In the disk 16, a flow channel 92 is provided between the manifold of the element 90 associated opening and an opening, which is connected to a control line of an on-disk 12 the other element 94th The outlet of the fluidics 90 thus serves as a control inlet for the element 94. Numerous other circuit arrangements can be created in a simple manner by arranging the desired flow channels in the disk 90 and by suitable switching spaces between the desired control and emitter lines in the flow disk 12.

Zusätzlich zu der Verbindung zwischen den verschiedenen Fluidics auf ein und derselben Strömungsscheibe ist eine Verbindung zwischen den Fluidics verschiedener Lagen der Vorrichtung vorgesehen. In addition to the connection between the different fluidics on one and the same flow disk, a connection between the fluidics of different layers of the device is provided.

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Fig. 4 zeigt diese Art der Kupplung bzw. Verbindung. In Fig. 4 ist eine Auslaßmündung 100 einer Kollektorleitung eines Fluidic-Elementes mit einer Mündung 102 in der Kreislaufscheibe 16 zusamraengeschaltet. Ein nicht gezeichneter Kanal der Kreislaufscheibe 16 liegt zwischen der Mündung 102 und einer zweiten Mündung 104, welche mit einem Kanal 106 zusannnengeschaltet ist, der sich in axialer Richtung erstreckt und in der Dicke einer zweiten Strömungsscheibe ausgebildet ist. Dieser Kanal '106 steht mit der . Einlaßmündung .109 einer Steuerleitung für ein Fluidic-Element in Verbindung, xvelches in einer zweiten Schicht auf d'er Strömungsscheibe 108- ausgebildet ist. Eine andere Mündung 110 des selben Elementes steht mit einer Öffnung 111 in einer Metallscheibe 112 in Verbindung und ein nicht gezeichneter Kanal in dieser Scheibe verbindet die Öffnung 111 mit einer Öffnung 114, die an ein Einlaßrohr 116 geschaltet ist. Steuergas für einen Steuereinlaß eines Fluidic-Elementes strömt von einer nicht gezeichneten Quelle durch einen flexiblen Kunststoffschlauch 118 zum Einlaßrohr 116. Nicht gezeichnete Durchgangskanäle sind in den Elementen ebenfalls vorhanden, um das Einlaßrohr direkt mit den Elementen der unteren Lage bzw. Schicht zu verbinden. Es ist mithin eine Steuerung der strömungstechnisehen Fluidic-Elemente der Vorrichtung sowohl durch die Verbindung bzw. Kupplung eines Auslasses eines Elementes mit einem Einlaß eines anderen Elementes möglich, als auch durch die Beaufschlagung des Elementes mit Steuergas von einer externen Quelle.Fig. 4 shows this type of coupling or connection. In Fig. 4, an outlet port 100 is a collector conduit of a fluidic element with an orifice 102 connected together in the circulation disk 16. A channel (not shown) of the circulatory disk 16 lies between the mouth 102 and a second one Muzzle 104, which is connected to a channel 106 which extends in the axial direction and in the thickness of a second flow disk is trained. This channel '106 is associated with the. Inlet port .109 of a control line for a fluidic element in connection, xvelches formed in a second layer on d'er flow disk 108- is. Another mouth 110 of the same element has an opening 111 in a metal disc 112 in connection and a channel (not shown) in this disk connects the opening 111 with an opening 114 which is connected to an inlet pipe 116. Control gas for a control inlet of a fluidic element flows from a source (not shown) through a flexible plastic tube 118 to the inlet pipe 116. Through channels (not shown) are also in the elements present to connect the inlet pipe directly to the elements of the lower tier. It is therefore a control of fluid mechanics Fluidic elements of the device both by the connection or coupling of an outlet of a Element with an inlet of another element possible, as well as by acting on the Element with control gas from an external source.

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Mit einem oder mehreren Steuereinlaßleitungen können eine oder mehrere externe Steuerquellen verbunden sein. Auf ähnliche Weise ist ein Auslaßrobr 120 mit einer Bohrung 122 für einen Kanal in der Kreislaufscheibe 117 verbunden. Der nicht gezeichnete Kanal steht mit einer Kollektorleitung eines Fluidic-Eletnentes in Verbindung. Die Gasauslaßströmung des Fluidic-Elementes wird dann durch eine Rohrleitung 124 oder eine nicht gezeigte Steckkupplung mit einer Nutzvorrichtung verbunden. Es können euch mehrere solcher Auslaßrohrleitungen vorgesehen sein. Nicht gezeichnete Durchlaßkanäle werden ebenfalls von den einzelnen Teilen gebildet, um das Auslaßrohr direkt mit den Elementen der unteren Lage zu verbinden. Wie vorstehend bereits angedeutet wurde, ist für jedes Fluidic-Element einer Strömungsscheibe ein Paar von Entlüftungsmündungen 72 und 74 (l^?ig· 2 und 3) vorgesehen. Diese Entlüftungsmündungen sind am äußeren Umfang der Oberseite der Strömungsscheibe 12 ausgebildet. Diese Entlüftungen stehen mit den Kanälen 68 und 70 in Verbindung und sorgen für das Element für eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Lüftungsleitung. Um einen Rückfluß von Staub und anderen Partikelchen in die Vorrichtung zu vermeiden, welche die Funktionstüchtigkeit beeinträchtigen können, ist ein Sieb bzw. Filter I30 um die Außenfläche des Vorrichtungskörpers herumgelegt. Da.3 Sieb I30 erstreckt sich zwischen der oberen und unteren Platte 42 bzw. 44 und liegt an den Außenseiten der verschiedenenOne or more external control sources may be connected to one or more control inlet lines. In a similar manner, an outlet tube 120 is connected to a bore 122 for a channel in the circulation disk 117. The channel, not shown, is connected to a collector line of a fluidic element. The gas outlet flow of the fluidic element is then connected to a utility device through a pipe 124 or a plug-in coupling (not shown). Several such outlet pipes can be provided for you. Passage channels (not shown) are also formed by the individual parts in order to connect the outlet pipe directly to the elements of the lower layer. Has already been indicated above, element Fluidic a flow disk is provided a pair of vent openings 72 and 74 ^(L? Ig · 2 and 3) for each. These vent openings are formed on the outer circumference of the upper side of the flow disk 12. These vents communicate with channels 68 and 70 and provide the element for a vent line communicating with the atmosphere. In order to avoid a backflow of dust and other particles into the device, which can impair the functionality, a sieve or filter I30 is placed around the outer surface of the device body. Da.3 sieve I30 extends between the upper and lower plates 42 and 44, respectively, and lies on the outer sides of the various

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Teile der Vorrichtung an. Das Sieb weist.geeignete feine Maschen auf, um einen Rückstrom von Patrikeln zu verhindern und eine unbehinderte Gasentgiftung zu gewährleisten. Ein geeignetes Sieb bildet beispielsweise eine 160 X 160 mesh Waschung aus rost- ■ freiem Stahl oder ein glattes Monel-Gewebe. Das Sieb 130 selbst ist gegen Verformung durch ein gröberes zweites Sieb I32 geschützt, welches um das erste Sieb herum angeordnet ist und beispielsweise aus Polypropylen gewebt sein kann. Dieses Sieb wird durch O-Einge 134 und I36 in Stellung gehalten, die an der äußeren Oberfläche des Siebes angeordnet sind und an der oberen bzw. unteren Platte 42 bzw. 44 anliegen.Parts of the device. The sieve shows suitable fine mesh to prevent a backflow of patricks and unhindered gas detoxification to ensure. A suitable sieve forms, for example a 160 X 160 mesh wash made of stainless steel ■ or a plain Monel fabric. That Sieve 130 itself is against deformation by a coarser second sieve I32 protected, which around the first screen is arranged around and can be woven from polypropylene, for example. This Sieve is in position by O-rings 134 and I36 held, which are arranged on the outer surface of the screen and on the upper and lower Plate 42 and 44 are in contact.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist nachstehend die Wirkungsweise eines Fluidic-Elementes in der Art eines Strömungsverstärkers der vorstehend beschriebenen Art weiter beschrieben, Das Strömungsmittel strömt unter Druck von dem Rohrverteiler 26 durch den Emitterkanal 62 und bildet eine laminare Strömung, welche in den axial fluchtenden Kollektorkanal 66 gerichtet ist. Demgemäß strömt das Strömungsmittel durch diesen Kanal einem zweiten Element oder einer Vorrichtung zu, welche gesteuert oder betätigt werden soll. Jegliche gleichzeitige Strömung in die Kammer 64, die nicht in den Kollektorkanal 66 strömt, verläßt das System über die Entlüftungskanäle 68 und 70 und ..cU-e diesen zugeordneten Lüftungsmündungen 72 und 74·· Bei dieser Betriebsweise bzw. Bedingung ist der StrömungsdruckReferring to FIG. 3, FIG Operation of a fluidic element in the manner of a flow amplifier as described above Art further described, the fluid flows from the manifold 26 under pressure the emitter channel 62 and forms a laminar flow, which in the axially aligned collector channel 66 is directed. Accordingly, the fluid flows through this channel to a second one Element or a device to which is to be controlled or actuated. Any simultaneous Flow into the chamber 64, which does not flow into the collector channel 66, leaves the system via the Vent channels 68 and 70 and ..cU-e associated with these Ventilation outlets 72 and 74 ·· With this one The operating mode or condition is the flow pressure

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in der Kollektorleitung verhältnismäßig hoch. Wenn es gewünscht ist_; die Betriebsbedingung des Elementes zu ändern, wird ein Strömungsdruck-Steuersignal durch eine· der vier Steuerleitungsmündungen 77, 79, 81 oder 83 und die ihnen zugeordneten Steuerleitungen 76, 78, 80 und 82 gegeben. Wenn ein geeignetes Flüssigkeitsdruck-Steuersignal durch beispielsweise eine dieser Mündungen eingeleitet wird und seitlich auf die laminare Strömung wirkt erfolgen drei bemerkenswerte Veränderungen. Erstens wird die von der Emitterleitung kommende Strömung turbulent; zweitens wird die von der Emitterleitung kommende Strömung in bestimmtem Ausmaße auf eine seitliche Wandung hin abgelenkt, wobei die Achse dieser turbulenten Strömung im vorliegenden Fall nach links abgelenkt wird, wenn beispielsweise eine Eingabe an der Steuermündung 77 erfolgt; und drittens wirken die abgelenkte turbulente Strömung und die Seitenwandung aufeinander ein, indem die Strömung nach den Entlüftungsmündungen 72 und 7^ am abstromseitigen Ende der Kammer 64· strömt. Während dieser turbulenten Betriebsweise tritt das meiste Strömungsmittel durch die Entlüftungsmündungen 72 und 7^ aus und nur ein verhältnismäßig kleiner Anteil tritt in die Kollektorleitung 66 ein. Demgemäß ist bei dieser zweiten Betriebsweise bzw. Bedingung der Flüssigkeitdruck in der Kollektorleitung 66 verhältnismäßig gering. Wenn das an der Steuermündung 77 aufgebrachte Steuersignal beendet ist, kehrt die Strömung in der Kammer 64- sofort in ihren erstenrelatively high in the collector line. If it is desired _; To change the operating condition of the element, a flow pressure control signal is given through one of the four control line openings 77, 79, 81 or 83 and the control lines 76, 78, 80 and 82 assigned to them. When a suitable fluid pressure control signal is introduced through one of these orifices, for example, and acts laterally on the laminar flow, three notable changes occur. First, the flow coming from the emitter line becomes turbulent; secondly, the flow coming from the emitter line is deflected to a certain extent towards a side wall, the axis of this turbulent flow being deflected to the left in the present case when, for example, an input is made at the control orifice 77 ; and third, the diverted turbulent flow and the sidewall interact by causing the flow to flow to the vent ports 72 and 7 ^ at the downstream end of the chamber 64. During this turbulent operating mode, most of the fluid exits through the vent openings 72 and 7 ^ and only a relatively small proportion enters the collector line 66. Accordingly, in this second mode of operation or condition, the fluid pressure in the collector line 66 is relatively low. When the control signal applied to the control orifice 77 is terminated, the flow in the chamber 64- immediately returns to its first

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oder normalen Betriebszustand einer laminaren Strömung zurück.or normal operating condition of laminar flow return.

Auf diese Weise ist eine verbesserte Fluidic-Vorrichtung geschaffen worden, die eine Mehrzahl von Fluidic-Elementen in einem verhältnismäßig kleinen Gerät vereinigt und dabei die Packdichte für ein Fluidicsystem, welches eine derartige Vorrichtung vorsieht, vergrößert, Darüberhinaus hat die ringförmige Ausbildung der Fluidic-Vorrichtung eine gleichmäßige Schrumpfung der aus Kunststoff bestehenden Strömungsscheiben und damit eine gleichmäßige Veränderung der Charakteristiken aller Elemente zur Folge und nicht eine unerwünschte unterschiedliche Schrumpfung. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist weiterhin die Ausrichtung bzw. Zentrierung und Dichtung zwischen den Teilen gewährleistet. Außerdem ist die ringförmige Ausbildung besonders vorteilhaft, wenn die .Strömungsscheiben und die anderen Teile durch phototechnische Verklein-erung hergestellt v/erden, die zunächst durch maßstabsgerechte große Modelle und anschließende Reduzierung auf kleinere Dimensionen gefertigt werden. Randeffekte und. Kantenverformungen die in für derartige Reduzierungen gebräuchlichen Linsensystemen auftreten, sind bei einer wie beschriebenen kreisförmigen Ausbildung vermieden. Schließlich bewirkt die Verwendung eines einzigen Befestigungsr mittels, welches einen gleichmäßigen Druck durch den ganzen Körper hervorruft, eine gleichmäßigere Gestaltung und vermindert wesentlich die Fabrika-In this way is an improved fluidic device has been created that incorporates a plurality of fluidic elements in a relatively small size Device combined and at the same time the packing density for a fluidics system, which has such a device provides, enlarged, In addition, the annular design of the fluidic device has a uniform shrinkage of the flow disks made of plastic and thus a uniform shrinkage Change in the characteristics of all elements as a result and not an undesirable one different shrinkage. With the device according to the invention there is still the alignment or centering and sealing between the parts guaranteed. In addition, the ring-shaped training particularly advantageous if the .Strömungsplatten and the other parts by phototechnical Reduction made v / earth, initially by scaled large models and subsequent Reduction to smaller dimensions. Edge effects and. Edge deformations in Lens systems commonly used for such reductions occur in one as described circular training avoided. Finally, the use of a single fastening r by means of which an even pressure is created through the whole body, a more even one Design and significantly reduces the

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tionskosten, indem die Notwendigkeit zur Anbringung vieler Nietverbindungen, wie sie in der Vergangenheit vorgesehen wurden, nicht mehr gegeben ist.tion costs by adding the need for attachment many riveted connections, as they were provided in the past, is no longer given.

Die beschriebene Fluidic-Vorrichtung ist weiterhin dadurch nützlich, daß die Verbindungsleitungen zwischen verschiedenen Fluidic-Elementen der Vorrichtung im Verhältnis zu bekannten Vorrichtungen durch die Art der beschriebenen Ausgestaltung wesentlich herabgesetzt worden ist. Die Verminderung dieser Strömungsleitungen vermindert wiederum die sich ergebenden Zeiten eines Systems, welches von den Fluidic-Elementen Gebrauch macht. So ist beispielsweise die in Fig. 4 abgebildete Fluidic-Vorrichtung mit Flüssigkeitsscheiben gemäß der Fig. 2 und 3 besonders nützlich, wenn sie als Ringzähler verbunden ist. Die gleichmäßige und symmetrische Geometrie dieser um eine zentrale Achse angeordneten Elemente wirkt sich im Sinne einer Verminderung der Länge der Strömungspfade aus und·· macht diese Ausgestaltung besonders nützlich für einen Ringzähler einer Digitalvorrichtung.The fluidic device described is also useful in that the connecting lines between various fluidic elements of the device in relation to known devices has been significantly reduced by the nature of the configuration described. The diminution of these flow lines, in turn, reduces the resulting times of a system which is operated by makes use of the Fluidic elements. Such is the fluidic device depicted in FIG. 4, for example with liquid disks according to FIGS. 2 and 3 particularly useful when used as a ring counter connected is. The uniform and symmetrical geometry of this around a central axis arranged elements has the effect of reducing the length of the flow paths and makes this configuration particularly useful for a ring counter of a digital device.

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Claims

Expectations

1. Fluidic device, characterized in that an annular body (10) is provided which several fluidic elements arranged in a ring around it (e.g. 90, 94); that flow channels (e.g. 62) for connection with the Fluiclic elements (e.g. 90, 94) are provided; and that a Distributing means (26) extending into the device, conveying fluid from a Source to the flow channels (e.g. 62, 64).

2. Device according to claim 1, characterized in that each fluidic element (e.g. 90, 94) one Emitter channel (62) for the fluid and a vent channel (68, 70), wherein the Emitter channel (62) is part of the flow channel; and that the ring body (10) has several on its circumference arranged openings (a.B. 72, 74) which with the ventilation channels (68, 70) in connection stand, the vent channels (68, 70) on the circumference of the ring body (10), and the fluidic elements (e.g. 90, 94) into the free atmosphere vent.

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3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the flow channel has a control chamber (64), the front end section of which, viewed in the direction of flow, with the direction of flow viewed rearward end portion of the emitter channel (62) is connected; and that the Flow channel has at least one control channel (76, 78, 80, 82) to a control fluid at the rearward end section of the emitter channel (62), seen in the direction of flow, into the Direct control chamber (64); and that the flow channel has a collector channel (66), which is located at the rear as seen in the direction of flow End portion of the control chamber (64) coaxial with the axis of the one entering the control chamber (64) Emitter channel (62) leads out.

4. Apparatus according to claim J, characterized in that that the fluidic elements (e.g. 90, 94) are symmetrical about the axis (60) of the device are arranged, wherein the emitter channels (62) lie radially in the device.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that that a first part (12) of the single body (10) has a flow disk (12) with several on its Groove-like recesses formed on the outside (e.g. 62, 76, 78, 80, 82) for forming flow channels for each of the fluidic elements (e.g. 90, 94); and that a second part (14) forms a sealing surface over the recessed side of the first

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Part (12) is arranged.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that that the second part (14) consists of a relatively soft sealing material; and that a third part made of a stronger material (20) between the first and second part (12 or 14) is arranged.

7. "Device according to one or more of the claims 3 to 6, characterized in that several to the ring opening arranged in layers in layers are provided (Fig. 4), the coaxial to the fluid-supplying manifold (26) located in the device extends in to the emitter channels' (62) with Supply fluid; and that means (42, 44) are provided for attaching the hanging bodies to the manifold (26).

8. Apparatus according to claim 7 »characterized in that that the distributor (26) is cylindrical and has an axial bore (28) with a has transversely to it extending mouth (JO), which extends between the bore (28) and the Exterior of the manifold (26) extends to provide a fluid channel to the fluidic elements (e.g. 90, 94) to create; and that the fastening means for the ring bodies are axially spaced from one another standing plates (42, 44) each having an opening through which the connection

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divider (26) extends, wherein between the plates (42, 44) a plurality of ring elements (e.g. 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24) with a locking means (48, 49, 51, 52) exerting a clamping force on the cylindrical Manifold (26) are to be held clamped.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the distributor (26) has an external thread (50) provided section on v / eist and the locking means (48, 49, 51, 52) for generating a force acting on the plates (42, 44) is a force that interacts with the external thread (50) Has means (49).

10. The device according to claim 9, characterized in that the distributor (26) at its one The end is closed and at this end portion with an outwardly extending Shoulder portion (47) is provided which engages over one plate (42), and that on the other plate (44) a spacer (48) rests; and that a gas-tight seal means (52) between the Manifold (26) and the plate (44) is provided, and one with the threaded portion (50) in engagement standing nut. (49) acts on the spacer (48) in order to exert a force on the other plate (44) exercise.

11. The device according to claim 10, characterized in that flow channels (e.g. 106) between

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the fluidic elements in different layers of the Device are provided (Fig. 4).

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