DE1918081A1 - Logisches Schaltelement auf Fluidbasis sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R Weickmann,

Dipl.-Ing. H. Weickmann,-Dipl.-Fhys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. R A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

8 MÜNCHEN 27, DEN

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 48 3921/22

i'refileries Leon Bekaert,, Zwevegem / Belgien

Logisches Schaltelement auf Fluidbasis sowie Verfahren und Vorrichtung zu seiner .Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein logisches Schaltelement auf IPluidbasis sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung für seine Herstellung.

Aufgrund der Entwicklung der Technologie in Richtung einer größeren Automatisierung durch Einführung von 'i'ransvermasehinen u.a. ist man'in zunehmenden Maße darauf angewiesen, Steuerelemente zu verwenden, die nicht elektrisch arbeiten, sondern auf Druckluftbasis, hydraulischer Basis, u.a.*

Wenn die dabei zur Anwendung kommenden Steuerschaltkreise auch an elektrischen Schaltkreise erinnern, so war es doch notwendig, ICanalkonfigurationen zu entwickeln, welche nicht nur den Durchgang des fluids von einem Punkt zu einem anderen ermöglichen, wie dies der Jail bei elektrischen Leitern in elektrischen Schaltschemen ist, sondern eine Interaktion der sie

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durchströmenden Fluide dahingehend zu gewährleisten, daß logische Funktionen'entstehen, wie z.B. Und-Kreise, ' bistabile Kreise, u.a..

Die iresamtheit dieser Konfigurationen und die diese Konfigurationen verbindenden Kanäle wird auch als Fuidic-Schaltung bezeichnet.

Bin Schaltelement, in dem solche Konfigurationen und Kanäle ausgebildet sind, umfaßt daher eine oder mehrere Fluidic-Schaltungen, die jenaehdem, ob alle diese Konfigurationen und Kanäle interkonektieren oder nicht. Diese Fluidic-Schaltungen können gegebenenfalls bewegliche '!eile aufweisen, wie z.B. ein Kugelventil oder mehrere Kugelventile.

wach der amerikanischen Patentschrift 3 024 805 ist es bekannt, eine Fluidic-Schaltung in Form eines ausgeschnittenen Plättchens auszubilden. Das Plättchen ist dabei entsprechend der gewünschten Fluid!c-Sehaltkonfiguration ausgeschnitten und zwischen zwei weiteren Plättchen eingelegt. Diese beiden weiteren Plättchen werden dann aufeinandergepreßt, um i'luid-Leekverluste zu vermeiden. Diese zweidimensionale Ausführungsmethode der Kanalkonfiguration bietet den Vorteil einer völligen Freiheit in der Wahl der Konfiguration, ohne daß man durch die Möglichkeiten eines Werkzeuges begrenzt wäre. Die Ausbildung einer dreidimensionalen Konfiguration beispielsweise ermöglicht nur gerade Kanäle mit kreisrundem Querschnitt. Die in der amerikanischen Patentschrift beschriebene Methode ist jedoch nur mit Schwierigkeit in den Fällen anzuwenden, in denen die Fluidic-Schaltung ineinandergeschlossene Kanalkonfigurationen aufweist. Beim Ausschneiden solcher Konfigurationen wird nämlich ein innerhalb einer gewünschten Konfiguration stehenbleibender

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Plättchenabschnitt ebenfalls von dem restlichen Plättchen getrennt.

Dieser .Machteil wird vermeiden, wenn man eine zweidimensional Konfiguration in an sich bekannter Weise durch Aneinanderlegen durch zwei Plättchen herstellt, von denen jedes das anderes entlang einer glatten Kontaktfläche berührt, und von denen mindestens eines eine oder mehrere Konfigurationen vertieft bezüglich seiner Kontaktfläche aufweist«

Das Aneinanderlegen der beiden Plättchen bildet die Pluidic-Schaltungen, welche früher durch Schließen ,dieser Konfigurationen definiert wurden. Durch einen geeigneten Andruck des einen Plättchens gegen das andere bildet die Dichtheit bei glatten und gut aufeinanderliegenden Kontaktflächen kein Problem.

Fü-r die Herstellung dieser Plättchen mit vertieften Konfigurationen können verschiedene Methoden zur Anwendung kommen. Die Plättchen können beispielsweise in einer Form gegossen werden.Das macht für die Plättchen ein iiaterial mit niedrigem Schmelzpunkt notwendig, wie z.ü. synthetische Harze. Die so ausgebildeten Plättchen verformen sich jedoch beim Gebrauch, wodurch die sichere Arbeitsweise der Schaltelemente und die Dichtheit der tfluidic-Schaltungen beeinträchtigt werden.

Es ist ebenfalls bekannt, starre Plättchen mit in ihrer Kontaktfläche eingravierten Konfigurationen z.B. im Ätzverfahren herzustellen. Diese Herstellung bedingt eine relativ lange jierstelLzeit und eine sehr strenge Kontrolle.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein neuartiges Verfahren

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zur HersteELung dieser Plättchen in Vorschlag zu. bringen, welches nicht nur die oben genannten Nachteile ausräumt, sondern weitere erhebliche Vorteile bietet.

Zu diesem Zweck bringt die Erfindung ein Verfahren in Vorschlag, bei dem die vertiefte Konfiguration in der Kontaktf3ä;he des Plättchens im Prägeverfahren hergestellt wird, und zwar durch ein Prägewerkzeug aus einem Material, welches härter ist als das Material des Plättchens und welches eine der Kanalkonfiguration entsprechende Prägekonfiguration aufweist.

Ein solches Verfahren ist nicht nur einfach, sondern bietet aufgrund der besonderen Merkmale der Prägetechnik den Vorteil der Ausbildung von'Fluidic—Schaltungen mit sehr,glatten Kanaloberflächen, wodurch die Ladeverluste des Schaltkreises ganz wesentlich herabgesetzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt mehrere Ausführungsformen, welche im Hinblick auf das angestrebte Ziel besondere Vorteile haben. So ist es beispielsweise möglich, in lnassenfertigung hergestellte Prägestoffe zu verwenden, wobei gleichzeitig eine fteproduzierbarkeit^ der gewünschten Fluidic-Schaltungen gewährleistet ist.

Der Ausgangspunkt der „rfindung kann auch definiert werden als ein logisches Scnaltelement auf Fluidbasis mit mindestens einem Fluidkanal in der Kontaktfläche zwischen zwei aneinanderliegenden Plättchen. Die eigentliche Erfindung besteht dabei darin, daß der iliidkanal in mindestens eines der Plättchen eingeprägt ist.

Das Verfahren zur Ausbildung eines solchen logischen

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Schaltelementes gemäß der Erfindung ist dabei dadurch gekennzeichnet, daß man in die Kontaktfläche mindestens eines der Plättchen des Schaltelementes ein Erägewerkzeug eindrückt, welches härter ist als das Material des Plättchens und .eine der gewünschte Kanalkonfiguration entsprechende Prägekonfiguration aufweist.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahren s ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Prägewerkzeug in Form eines erhabenen Prägestempels mit einer der gewünschten Kanalkonfiguration entsprechenden Konfiguration aufweist. Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung dieser Vorrichtung sieht die Erfindung vor, daß das Prägewerkzeug gebildet ist von einem zwischen' zwei Plättchen einzulegenden ^harten Stahldraht gewünschter Stärke,

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Die Zeichnungen stellen

Fig. 1 zeigt raumbildlich ein Schaltelement gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 2 zeigt raumbildich dieses Schaltelement in fertigem Zustand.

Fig. 3 und 4 zeigen raumbidlich ein Plättchen fü-r ein Schaltelement gemäß der Erfindung und zwei verschiedene Prägewerkzeuge.

Fig. 5 zeigt teilweise geschnitten ein Schaltelement, welches mit einem Prägewerkzeug nach Fig. 4 ausgebildet worden ist.

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Pig· 6 zeigt eine gedruckte Schaltung für Pluid-Kreise, analog gedruckten Schaltungen für elektrische Schaltkreise, und ist mit Hilfe eines Prägewerkzeuges ähnlich dem nach Fig. 4 hergestellt.

Pig. 7 zeigt, auf welche Weise das Prägewerkzeug an dem Plättchen zentriert werden kann,.

Fig. θ zeigt ein anderes Schaltelement, welches aus zwei Plättchen gebildet wird, die mittels einesPrägewerkzeuges nach fig. 4 geprägt worden sind·

Pig. 9 zeigt ein Schaltelement gemäß der Erfindung mit kalibrierten Widerständen und einem kalibrierten Filterkreis·

Pig·IO zeigt eine andere Ausführung des Schaltelementes nach Pig· 8·

Pig. 11 zeigt einen möglichen Zusammenbau mehrerer Schaltelemente gemäß der Erfindung.

Pig·12 zeigt eine andere Ausführungsform eines Schaltelementes gemäß der Erfindung mit zwei Kanalkonfigurationen.

Gemäß der in Pig· 1 und 2 gezeigten Ausführungsform, umfaßt das logische Schaltelement auf Pluidbasis zwei Plättchen 1 und 2, welche übereinandergelegt (Pig· 2) und durch geeignete Mittel verbunden werden, wie z.B. durch einen Klebstoff 3 und/oder durch Schrauben 4» Klammern, usw..

Das Plättchen 1 umfaßt zwei parallele und glatte Ober-

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flächen, von denen insbesondere die Fläche 5 als Kontaktflache für die Fläche 6 des anderen Plättchens 2 dient. In der Kontaktfläche 6 des zweiten Plättchens 2 ist ein verzweigter Kanal 7 mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet, wobei die Kanalinnenfläche vollkommen glatt ist. üach dem Aneinanderlegen der beiden Plättchen 1 und 2 (Pig. 2) bildet der Kanal 7 einen Kanalabschnitt mit einem Eingang Coder Ausgang) 8 und zwei Ausgängen (.oder Eingängen) 9.

Pig» 3 zeigt ein Prägewerkzeug für die Ausbildung des in ii'ig. 1 gezeigten eingeprägten Kanals 7 in der Kontaktfläche 6 eines rohen Plättchens 2. Dieses Prägewerkzeug umfaßt eine Matrize 12 aus gehärtetem Kohlenstoffstahl oder einem anderen Material, welches härter ist als das Material des Plättchens 2. Die Planfläche. 13 dieser Matrize trägt erhaben ein Prägeprofil 14 zur Ausbildung des Kanales 7, wobei dieses Prägeprofil 14 im vorliegenden AusfShrungsbeispiel die Form eines Y aufweist.

Zur Ausbildung der Einprägung 7 nach Fig. 1 und 2 genügt es-, die Matrize 12 flach auf das unbearbeitete Plättchen 2 zu legen und dann mittels einer ausreichend kräftigen Presse, beispielsweise mittels einer hydraulischen Presse, die Matrize auf das Plättchen niederzudrücken. Das Prägeprofil 14 dringt dabei in das Plättchen ein und staucht und komprimiert vor sich den Werkstoff des Plättchens. Da es sich um eine völlig spanlose Verformung handelt, ist die Innenfläche des ausgeprägten Kanals 7 vollkommen glatt.

Das Plättchen 1 kann aus einem beliebigen Material gebildet sein, beispilesweise aus einem identischen Material, wie das Plättchen 2 mit dem·eingeprägten Kanal 7 oder nicht, welches aus einem weniger harten Material gebildet

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ist als das Prägewerkzeug. Für ein Prägewerkzeug aus gehärtetem Kohlenstoffstahl kann man für das Plättchen Kupfer, Aluminium, Messing, Kunststoff, usw., verwenden. Aluminium, ist besonders vorteilhaft, weil es hohen Temperaturen widersteht, weil es leicht ist und relativ steif, um den Verformungen während des Gebrauchs zu widerstehen und welches dennoch ausreichend verformbar ist, um eine problem-. lose Prägung zu ermöglichen. Wenn man ein metallisches Plättchen verwendet, dann kann man infolge der Kaltverformung feststellen, daß der zusammengedrückte metallische Werkstoff eine feinere Struktur aufweist, wodurch die Innenfläche des Kanals 7 noch glatter gestaltet wird.

Der Kanal 7 kann geradlinige und/oder gekrümmte Abschnitte aufweisen· S_eine Querschnittsform kan halboval oder polygonal sein oder auch jede andere Konfiguration entsprechend der erstrebten Arbeitsweise: der Fluidic-Schaltung aufweisen.

Fig. 4 zeigt ein anderes Prägewerkzeug· Dieses ist im wesentlichen gebildet von einem harten drahtförmigen Metallelement 15 aus gehärtetem oder nichtgehärtetem Kohlenstoffstahl oder aus einem anderen entsprechenden Material, dessen Querschnitt und Konfiguration dem in mindestens einem der Plättchen ausgebildeten Kanal entsprechen.

Dieses Prägewerkzeug 15 wird auf das Plättchen 2 gelegt und dann mittels einer Presse in das Plättchen 2 eingedrückt, und zwar gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines weiteren Plättchens 16, welches ebenso hart sein kann wie das Prägewerkzeug 15 oder weicher wie das Plättchen 2.

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Wenn das Plättchen 16 hart ist, dringt das Prägewerkzeug 15 nur in das Plättchen 2 ein und prägt dort einen Kanal 7 mit geraden Wänden und einem Boden entsprechend der runden Form des Prägewerkzeuges 15 aus. Das so geprägte Plättchen 2 wird in diesem Fall mit einem nicht geprägten Plättchen 1 abgedeckt, so daß das in Irig. 5 gezeigte Schaltelement entsteht. Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet für die Herstellung von Kreisen, die an gedruckte Schaltungen in der Elektrotechnik erinnern und auch ähnliche Vorteile haben. Eine solche gedruckte Schaltung für aiide ist in Fig. 6 gezeigt. Diese Schaltung ist gebildet von einem Plättchen 20, umfassend Kanäle 23 in der Kontaktfläche 22, welche zwei oder mehrere Anschlußstellen 27 des Plättchens miteinander verbinden. Durch Aneinanderliegen mit einem zweiten Plättchen 21 erhält man im Inneren des so gebildeten Schaltelementes eine Konfiguration von verschiedenen Übertragungskanälen. Diese Kanäle können von außen her durch Anbringen von Bohrungen 24 in dem unteren oder oberen Plättchen im Bereich der Anschlußstellen der Übertragungskanäle zugänglich gemacht werden. Andere Kanäle, wie z.B. der Kanal 25» erstrecken sich bis zum Band des Plättchens und sind von außen her durch eine Bohrung 26 in der Seitenfläche des Schaltelementes zugänglich. Die einen logischen Kreis auf Fluidbas'is bildenden Sehaltelemente können mittels eines solchen Elementes mit gedruckter Schaltung miteinander verbunden werden, wodurch ein Zusammenbau eines gesamten Kreises in geordneterer Weise möglich ist, wie dies auch der Fall bei gedruckten Schaltungen in der Elektrotechnik ist. Die Konfiguration einer gedruckten Schaltung ist von Yerwendungsfall zu Verwendungsfall verschieden und eine solche Schaltung kann daher nur in sehr wenigen Fällen in größeren Mengen hergestellt werden. Die Herstellung einer solchen Schaltung im Gußverfahren,

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durch Ätzung,durch Gravieren eines Plättchens, ist sehr teuer aufgrund der speziellen Werkzeuge, die für diese Herstellung in kleinen Mengen vorbereitet werden müssen. Ein Prägeverfahren hingegen ist extrem einfach: auf das unbearbeitete Plättchen werden Metalldrahtstücke aufgelegt (beispielsweise aus gehärtetem Kohlenstoffstahldraht für Plättchen aus Aluminium), welche die Konfiguration der zu prägenden Kanäle aufweisen. Die Drähte können von Hand geformt werden. Um zu verhindern, daß sich die Drähte zu .Beginn der Einprägung verschieben, kann man das Ende 30 der Drähte in provisorische Üentrierbohrungen 31 in dem Plättchen einsetzen, wie aus Fig. 7 ersichtlich. Dieses Verfahrenist also außerordentlich vielseitig und benötigt praktisch keinerlei Werkzeug* Daher ist es insbesondere für die Herstellung von Prototypen und kleinen Mengen von gedruckten Schaltungen nech Hg, 6 geeignet.

Wenn das Plättchen 16 zum Eindrücken des Prägewerkzeuges 15 (Fig. 4) in das Plättchen 21 von gleicher Beschaffenheit ist wie dieses, dringt das Prägewerkzeug 15 jeweils zur Hälfte in jedes der Plättchen ein, und man erhält in diesem Fall das in Fig. 8 gezeigte Schaltelement, bei dem die beiden Plättchen 2 und 16 spiegelsymmetrische Einprä·*' gungen aufweisen. Der Kanal im Inneren des Schaltelementes hat also im Prinzip exakt dieselbe Form wie das Prägewerkzeug 15. Da die beiden Kontaktflächen der beiden Plättchen sehr stark aneinandergepreßt werden, wird die Dichtheit des Schaltelementes nur noch erhöht. Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet für die Herstellung von Schältelementen, welche als Widerstand für einen Fluiddurchsatz dienen· Diese Widerstandsschaltelemente werden beispielsweise in Verbindung mit anderen Konfigurationen verwendet, um Schaltkreise ähnlich elektronischen Schaltkreisen zu

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bilden, umfassend u.a. einen oder mehrere Widerstände. Diese Widerstandsschaltelemente sind gebildet von zwei aneinandergelegten Plättchen, welche einen Kanalabschnitt konstanter Querschnittsform bilden. Der Widerstand muß so linear wie möglich sein, d.h. daß das Verhältnis der Druckdifferenz zwischen dem Eingang und dem Ausgang zum Durchsatz des Fluids so konstant wie möglich und in möglichst engen 'Toleranzen bestimmbar sein muß. Um eine gute Linearität zu erzielen, muß die Strömung des Fluids laminar sein. Es ist also jegliche !Turbulenz zu vermeiden, wie z.B. durch Krümmungen, Hindernisse, Einschnürungen, Oberflächenrauhheiten im Inneren des Kanals, usw.. Ideal ist also ein gerader Kanal mit konstanter Querschnittsform. Damit jedoch dieser Kanal einen ausreichenden Widerstandswert hat, muß er im Vergleich zu seiner Länge eine sehr kleine Querschnittsform aufweisen. Um dann den Widerstandswert in annehmbaren Toleranzgrenzen zu halten, müssen die Toleranzgrenzen für den Drahtdurchmesser und für die Oberflächenrauhheit in denselben Proportionen niedergehalten werden. Die Drahtziehtechnik bietet die Möglichkeit, Drähte mit sehr geringem Durchmesser und mit sehr hohen Fertigungstoleranzen zu liefern. Eine i'ertigungstoleranz von 0,005 mm ist durchaus normal. Die D_rähte werden heute im großen hergestellt und sind relativ billig. Wenn ferner diese Drähte naßgezogen sind, sind sie extrem glatt, so daß ein gewünschter Widerstandswert des glatten Kanals vielmehr durch einen langen glatten Kanal erreicht werden kann als durch einen kürzeren und rauheren Kanal. Dadurch ergeben sich beste Merkmale für die Linearität und eine größere Möglichkeit, innerhalb der vorgegebenen Toleranzen zu bleiben. Auf diese Weise ist es durch einfaches Einprägen von gehärtetem Kohlenstoffstahl (0,65 # 0, 0 0,5 mm, Länge 42 mm) zwischen zwei glatten Aluminiumplättchen Widerstände auszubilden,

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welche in Größenordnungen zwischen 22,7 grsec/cnr ± . 5 # bis 27,80 grsec/cnr + 5 # veränderlich sind, wenn der Luftdruck zwischen dem Eingang und dem Ausgang zwischen 600 g/cm bis 1000 g/cm sich verändert. Dies ergibt zwischen diesen Grenzen eine Kurve mit relativ linearem Verlauf und in annehmbaren Toleranzen, i'ig. 9 zeigt ein Schaltelement mit einem Widerstandskanal 40. Ein zweiter Kanal weist in seiner Mitte eine Erweiterung 41 auf, welche wie ein Kondensator wirksam ist. Diese Ausgestaltung ist äquivalent einem T-Filter mit zwei in .Reihe geschalteten Widerständen und einem parallelgeschalteten Kondensator. Ein dritter Widerstand wird gebildet durch mehrere sehr feine Kanüle 45» 46 und 47» welche parallel zueinander angeordnet sind. Diese Ausgestaltung hat gegenüber einem einzigen Kanal mit größerem Querschnitt den Vorteil, daß das Verhältnis Länge : Durchmesser für jeden Kanal größer ist, d.h. daß der Druck sehr groß sein kann ohne daß es deshalb zu Turbulenzen kommt. Ganz allgemein liegt der Vorteil von Kanälen mit sehr geringem Querschnitt darin, daß u.a. die Gefahr der Bildung von Turbulenzen weitgehend ausgeschaltet wird. In diesem Falle wird es möglich, Widerstände mit größerem Wert zu bilden, indem man in den Kanal Krümmungen einbaut, ohne daß durch diese Krümmungen turbulente Strömungen entstehen könnten, wodurch die Linearität stark beeinträchtigt würde. Ein solcher Widerstand 48, der aus einem feinen Kanal mit mehreren Krümmungen gebildet ist, ist ebenfalls in Pig. 9 dargestellt. In den Schaltungskanälen, die keine Widerstände sind, kann es ebenfalls vorteilhaft sein, weitgehend die Bildung von Turbulenzen zu vermeiden und zwar unter Beibehaltung von starken Drücken. Die Ausbildung der Kanalkonfigurationen im Prägeverfahren mittels Drähten

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. liefert hier eine besonders günstige Lösung.

I¹Ur Schaltelemente nach Pig. 9, d.h. für solche Schalt*- elemente, in denen in beiden Plättchen Kanalkonfigurationen eingeprägt sind, ist es wesentlich, daß die beiden Kanalkonfigurationen bei dem Aneinanderlegen der Plättchen vollkommen übereinstimmen . Dies kann man durch ein vollkommenes Übereinstimmen der Seitenflächen der beiden Plättchen erzielen oder mit Hilfe von Zentrierprofilen, wie sie in Pig. 10 in 3?orm von Zentrierrippen 32 und Zentriernuten 33 an bzw. in den Kontaktflächen 5 und 6 der Plättchen angedeutet sind. Wenn das Prägewerkzeug 15 zwischen den beiden Plättchen eingespannt ist, kann man ebenfäls Zentrierbohrungen in den beiden Plättchen durch diese hindurch anbringen, bevor man die Plättchen wieder voneinander löst, um das hart· Prägewerkzeug 13 herauszunehmen. Beim Zusammenbau dieser beiden Plättchen kann man dann durch diese Zentrierbohrungen Zentrierstifte gleichen Durchmessers einführen. Selbstverständlich kann man auch die gedruckte Schaltung nach Fig. 6 nach dieser Methode herstellen. In diesem Fall weisen die beiden Plättchen und 21 sich einander entsprechende Kanalkonfigurationen auf.

Das Prägeverfahren ist ebenfalls anwendbar für die Herstellung jedes beliebigen logischen Schaltelementes, welches eine komplexere Konfiguration aufweist und mehrere Und-, Oder-, bistabile und ähnliche Schaltungen besitzt, welche durch Übertragungskanäle miteinander verbunden sind· Diese Konfigurationen kann man entweder mit einer Matrize prägen oder durch Einlegen eines oder mehrerer harter, geeigneter Prägekörper, welche zwischen zwei Plättchen aus einem verformbareren Material eingepreßt werden· Man kann die Konfigurationen gleichzeitig in das Plättchen

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einprägen oder nacheinander. Zwischen den Plättchen kann man, wie in den Zeichnungen dargestellt, sehr einfache Elementarschaltungen ausprägen. Ein logischer Schaltkreis würde dann gebildet sein durch den Zusammenbau mehrerer in Reihe und/oder parallel (Fig. 11) geschalteter Schaltelemente. Zwischen zwei Plättchen kann man jedoch auch einen in sich geschlossenen logischen Schaltkreis ausprägen. Dies bietet den Vorteil, daß die Verbindungskanäle zwischen den Schaltelementen durch Einprägen von Stahldrähten mit sehr kleinem Durchmesser aisgeprägt werden können, wodurch das notwendige Volumen dieser Kanäle wesentlich herabgesetzt wird und gleichzeitig eine vollkommene Retransmission hochfrequenter Signale gewährleistet wird. Sie Verwendungsfrequenz einer solchen Schaltung kann sehr stark heraufgesetzt werden. Zu diesem Zweck muß man möglichst glatte Drähte verwenden, was durch Diaßziehen von Drähten erreicht werden kann, einer i'echnik, die beim Drahtziehen wohl bekannt ist. Gegebenenfalls müssen in dem logischen Schaltkreis Verstärker eingebaut werden, um den Widerstandseffekt der Verbindungslinien zu kompensieren·

Wie in Fig. 12 gezeigt, kann man in einem einzigen Plättchen in sehr einfacher Weise mehrere unabhängige Kanäle ausprägen. Im vorliegenden Fall weist das Schaltelement dann zwei unabhängige Kanäle auf, jedochkßnnten diese beiden Kanäle auch die Konfiguration sehr viel komplexerer Kreise aufweisen. Der Anschluß der Kanäle kann, wie In Fig. 6 mit der .Bohrung 26 angedeutet, von der Seitenfläche des Schaltelementes her geschehen oder durch .Bohrungen in einem Plättchen oder in beiden Plättchen oder in jeder anderen sinnvoll erscheinenden Weise, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen·

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I¹Ur die Ausbildung beispielsweise einer Konfiguration entsprechend der amerikanischen Patentschrift 3 024 805 kann man zwischen zwei Aluminiumplättchen ein drittes Stahlplättchen einlegen, dessen Prägekonfiguration genau dem .Negativ des Plättchens entspricht, welches gemäß der amerikanischen Patentschrift zwischen zwei Plättchen eingelegt ist, um das Kanalsystem zu bilden. Durch Anpressen der beiden Aluminiumplättchen gegen das dritte Stahlplättchen wird die gewünschte Kanalkonfiguration in die Kontaktflächen der beiden Aluminiumplättchen eingeprägt. Dann nimmt das Stahlplättchen zwischen den beiden Aluminiumplättchen heraus und erhält eine Kanalkonfiguration entsprechend der in der amerikanischen Patentschrift dargestellten Konfiguration.

- Patentansprüche -

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Claims (9)

- 16 Patentansprüche

1. Logisches Schaltelement auf Fluidbasis mit mindestens einem Fluidkanal in der Kontaktfläche zwischen zwei aneinander liegenden Plättchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Fluidkanal (z.±5. 7) in mindestens eines der Plättchen Cz.±5.. 2) eingeprägt ist.

2. Schaltelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Fluidkanals (z.ü. 7) mindestens zehnmal so groß ist wie dessen Durchmesser.

3. Schaltelement nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Fluidkanals Cz.B. 46) in einer Größenordnung t>is herab zu etwa 0,5 mm beträgt.

4. Verfahren zur Herstellung von Schaltelementen für Fluidbasis arbeitende logische Schaltkreise, wobei ein solches Schaltelement gebildet ist von mindestens zwei mittels planer Kontaktflächen aneinanderliegenden Plättchen, von denen mindestens eines in seiner Kontaktfläche vertieft eine oder mehrere unabhängige oder kommunizierende Kanalkonfigurationen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß man in die Ko η taktfläche (ζ ·±$· 6} mindestens eines der Plättchen {z.B. 2) des Sehaltelementes ein Prägewerkzeug Cz.B, 12) eindrückt, welches härter ist als das Material des Plättchens Cz.B. 2) und eine der gewünschten Kanalkonfiguration C^.B. 7) entsprechende Prägekonfiguration Cz.B. 14) aufweist.

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5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen zwei mit ihren Kontaktflächen sich gegenüberliegenden Plättchen ein Prägewerkzeug mit einer der gewünschten Kanalkonfiguration entsprechenden Konfiguration einlegt, dann die beiden Plättchen zur Ausprägung der ' Kanalkonfiguration gegeneinanderpreßt und schließlich nach erfolgtem Preßgang das Prägewerkzeug entfernt.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Prägewerkzeug in Jj'orm eines erhabenen Prägestempels (z.B. 12) mit einer der gewünschten Kanalkonfiguration entsprechenden Konfiguration aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägewerkzeug gebildet ist von einem zwischen zwei Plättchen einzulegenden harten Stahldraht gewünschter Stärke.

8. Vorrichtung nachAnspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der harte Stahldraht gehärtet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der harte Stahldraht naß gezogen ist.

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