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Dokumentenidentifikation DE69916271T2 21.04.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001086315
Titel FLUIDISCHER OSZILLATOR, STÜCK ZUM EINBAU IN EINEM FLUIDISCHEN OSZILLATOR, UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES SOLCHEM, FLUIDISCHEM OSZILLATORS
Anmelder Schlumberger Industries, Montrouge, FR
Erfinder CARVER, Andrew, Seneca, US;
HERNOUX, Luc, 86170 Cisse, FR
Vertreter König . Szynka . von Renesse, 81479 München
DE-Aktenzeichen 69916271
Vertragsstaaten DE, DK, ES, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 08.06.1999
EP-Aktenzeichen 999291545
WO-Anmeldetag 08.06.1999
PCT-Aktenzeichen PCT/EP99/03955
WO-Veröffentlichungsnummer 0099066214
WO-Veröffentlichungsdatum 23.12.1999
EP-Offenlegungsdatum 28.03.2001
EP date of grant 07.04.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.04.2005
IPC-Hauptklasse F15C 1/22
IPC-Nebenklasse G01F 1/32   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen fluidischen Oszillator, der gegenüber einer Längssymmetrieebene P symmetrisch ist, umfassend eine Einfassung, die eine Oszillationskammer begrenzt und eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung aufweist, durch die das Fluid strömt und die nach der Ebene P in einer so genannten Längsrichtung ausgerichtet sind, wobei die Eingangsöffnung als Schlitz ausgeführt ist, der in einer Richtung quer zu der Ebene P eng, in einer in der Ebene P enthaltenen Richtung länglich und zu der Längsrichtung rechtwinklig ist.

Fluidische Oszillatoren sind hinlänglich bekannt. Die EP 0 381 344 beschreibt einen fluidischen Oszillator, der nach dem Prinzip des Coanda-Effekts funktioniert. Der Strahl, der aus einer Eingangsdüse kommt, an die sich ein Eingangskanal anschließt, hängt sich spontan an eine der Seitenwände und strömt in erste und zweite Hauptkanäle. Ein Teil der aus dem Eingangskanal kommenden Strömung wird von einem Reaktionskanal umgeleitet. Dadurch wird der Strahl von dieser Wand gelöst und an die gegenüberliegende Wand gehängt. Dies wiederholt sich, was eine dauernde Oszillation der ankommenden Strömung herbeiführt. Die Strömung in den ersten und zweiten Hauptkanälen und in den Reaktionskanälen ändert sich mit einer Frequenz, die von dem ankommenden Strömungsdurchsatz abhängig ist. 1 bildet ein Beispiel eines von oben gesehenen fluidischen Oszillators ab.

Dieser Oszillator 1, der gegenüber einer Längssymmetrieebene P symmetrisch ist, umfasst eine Einfassung 3, die eine so genannte Oszillationskammer 5 begrenzt, und ein darin aufgenommenes Hindernis 7.

Die Einfassung 3 weist eine Eingangsöffnung 9 und eine Ausgangsöffnung 11 auf, die nach der Ebene P ausgerichtet sind und durch die das Fluid in der in dieser Figur durch die Pfeile angegebene Richtung strömt.

Die Eingangsöffnung 9 liegt in Form eines Schlitzes vor, dessen Querabmessung oder Breite l im Vergleich zu einer der Höhe h genannten Längsabmessungen gering ist und die in einer Ebene bestimmt ist, die zu der Ebene aus 1 rechtwinklig ist (2).

Typischerweise beträgt die Breite l ungefähr ein Fünftel der Höhe h.

Dieser Schlitz ermöglicht es, eine Fluidströmung in einen Fluidstrahl umzuformen, der in einer zu der Ebene P rechtwinkligen Ebene, d. h. in einer Ebene, die zu der in 1 parallel ist, quer oszillierend ist.

Um von dem Oszillator eine gute messtechnische Leistung zu erhalten, muss man die Oszillation des Fluidstrahls unter Kontrolle bringen und somit die Abmessungen des Schlitzes 9 bei der Herstellung des fluidischen Oszillators genau überwachen.

Das in 1 dargestellte Stück besteht z. B. aus Aluminium und wird durch Ab-/Ausformvorgänge hergestellt.

Es ist jedoch nicht möglich, das Stück mit den gewünschten Abmessungen direkt durch die Ab-/Ausformvorgänge auszuführen.

Deshalb wird das soeben ausgeformte Stück anschließend bearbeitet, um die gewünschte Präzision bei seinen Abmessungen zu erreichen, und zwar insbesondere bei den Abmessungen des Schlitzes 9.

Der Bearbeitungsvorgang wird insbesondere an dem Schlitz 9 des Stücks vorgenommen, das aus der Ausformung kommt und in 3 in Vorderansicht dargestellt ist.

In dieser Figur bestimmen die gestrichelt dargestellten Seitenteile 13 und 15 des Schlitzes 9 das herkömmliche kegelstumpfförmige Profil, das man nach dem Ausformen erhält.

Der Bearbeitungsvorgang besteht nun darin, diese gestrichelten Teile 13 und 15 anhand eines Werkzeugs 17, wie etwa eines Fräsers, der von oben (wie in 3 angegeben) oder durch die in die Oszillationskammer 5 einmündende Öffnung in den Schlitz eingesetzt wird, zu beseitigen.

Da der Schlitz jedoch entlang seiner Höhe h länglich und von geringer Breite l ist, muss der Fräser 17 dünn sein (z. B. mit einem Durchmesser von 16 mm für einen Wert von 19 mm) und ist daher mechanisch nicht stabil genug.

Wegen der Dünne des Fräsers kann dieser während seiner Verwendung mechanischen Vibrationen ausgesetzt sein, und somit kann man die Oberflächenbeschaffenheit des Innenteils des Schlitzes nicht auf seiner gesamten Höhe unter Kontrolle bringen, und zwar insbesondere nicht auf seinem Boden, d. h. in der Nähe des bei 19 dargestellten Teils in 3.

Außerdem besteht wegen der Dünne des Fräsers das Risiko, dass er bei seiner Verwendung beschädigt wird. Um eine derartige Beschädigung zu vermeiden, empfiehlt es sich, die Bearbeitungsgeschwindigkeit herunterzusetzen, was die Dauer des Vorgangs erhöht und seine Kosten vermehrt.

Derartige Maßnahmen sind im industriellen Umfeld schwer annehmbar.

Zudem sind bei dem Bearbeitungsvorgang, wenn der Fräser durch den oberhalb gelegenen Teil (der in 1 mit der Bezugsnummer 21 dargestellt ist) in einer Richtung aus dem Schlitz kommt, die der von den Pfeilen in dieser Figur angegebenen entgegengesetzt ist, die Toleranzen dieses Teils, der direkt vom Ausformen kommt, schlecht zu überwachen.

Dies kann von Nachteil sein, da die Behandlung der Fluidströmung in diesem Bereich perfekt überwacht werden muss.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, mindestens bei einem der oben genannten Probleme Abhilfe zu schaffen.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist somit ein fluidischer Oszillator, der gegenüber einer Längssymmetrieebene P symmetrisch ist, umfassend eine Einfassung, die eine Oszillationskammer begrenzt und eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung aufweist, durch die das Fluid strömt und die nach der Ebene P in einer ersten so genannten Längsrichtung A ausgerichtet sind, wobei die Eingangsöffnung als Schlitz ausgeführt ist, der in einer zweiten so genannten Querrichtung B zu der Ebene P eng, in einer dritten Richtung C, die in der Ebene P enthalten ist, länglich und zu der ersten Längsrichtung A rechtwinklig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz in einem Stück eingerichtet ist, das gegenüber der Einfassung abnehmbar ist.

Somit kann man das abnehmbare Stück und die Einfassung des fluidischen Oszillators getrennt herstellen: das abnehmbare Stück und insbesondere der Schlitz werden präzise hergestellt, während die Einfassung etwas gröber hergestellt werden kann.

In der Einfassung braucht man bei den Ab-/Ausformvorgängen nämlich nur einen groß angelegten Hohlraum an der Stelle vorzusehen, an der sich der Schlitz befinden soll, dann mit einem Werkzeug, das größer bemessen ist als nach dem Stand der Technik, grob die Wände der Einfassung zu bearbeiten, die diesen Hohlraum bestimmen.

Die Dauer des Vorgangs zur Bearbeitung der Einfassung wird somit reduziert, und die Risiken einer Beschädigung des Werkzeugs werden vermieden.

Genauer gesagt umfasst das abnehmbare Stück zwei Seitenwände, die entlang der dritten Richtung C länglich sind und die entlang der zweiten Richtung B beabstandet sind, um dazwischen die Abmessung des Schlitzes entlang dieser zweiten Richtung, die auch Breite l genannt wird, zu bestimmen.

Das abnehmbare Stück kann zwei Ansätze umfassen, die zu der dritten Richtung C rechtwinklig sind und an den beiden entgegengesetzten Enden der Seitenwände angeordnet sind, um zwischen den Ansätzen die Abmessung des Schlitzes entlang der dritten Richtung, die auch Höhe h genannt wird, zu bestimmen.

Nach einem Merkmal der Erfindung wird das abnehmbare Stück in einen Hohlraum eingesetzt, der in der Einfassung vorgesehen ist und dessen Querabmessung d etwas größer als die des Stücks ist.

Vorteilhafterweise umfasst das abnehmbare Stück eine Rille, die in einer Randzone des Stücks angebracht ist, die in einer Querebene enthalten ist, die von den zweiten und dritten Richtungen bestimmt ist, wobei die Randrille dazu gedacht ist, ein Dichtungsorgan aufzunehmen, das insbesondere mit den Wänden der Einfassung zusammenwirkt, die den Hohlraum bestimmen.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind die Seitenwände des abnehmbaren Stücks jeweils durch mindestens einen ihrer Teile an die Wände der Einfassung angeschlossen und verlängern sich über diese Teile hinaus entlang der ersten so genannten Längsrichtung, um in die Oszillationskammer hineinzuragen.

Somit dienen die in die Oszillationskammer verlängerten Wände dazu, den in dem Schlitz gebildeten Fluidstrom vor äußeren Einflüssen zu schützen, welche die Oszillation des Strahls stören könnten.

Vorteilhafterweise sind zwei entsprechende Stellen auf jedem Ansatz oberhalb des Schlitzes eingerichtet, um ein Element aufzunehmen, dass dazu geeignet ist, das Profil der Geschwindigkeiten der Fluidströmung oberhalb des Schlitzes zu ändern.

Ziel der Erfindung ist ebenfalls ein Stück, das dazu gedacht ist, in einen fluidischen Oszillator integriert zu werden, wie er zuvor beschrieben wurde, wobei das Stück zwei Seitenwände umfasst, die entlang einer Richtung C länglich sind und die entlang einer Richtung B, die zu der Richtung C rechtwinklig ist, beabstandet sind, um dazwischen einen Schlitz entlang dieser Richtung B zu bestimmen.

Das Stück kann zwei Ansätze umfassen, die zu der Richtung C rechtwinklig sind und an den beiden Enden angeordnet sind, die den Seitenwänden gegenüberliegen, um zwischen den Ansätzen die Abmessung des Schlitzes entlang dieser Richtung C zu bestimmen.

Vorteilhafterweise ist eine Rille in einer Randzone des Stücks angebracht, die in einer Ebene enthalten ist, die von den ersten und zweiten Richtungen bestimmt wird, wobei die Rille dazu gedacht ist, ein Dichtungsorgan aufzunehmen.

Die Seitenwände des Stücks erstrecken sich in einer Richtung A, die zu einer Ebene rechtwinklig ist, die von den Richtungen B und C bestimmt wird, um in die Oszillationskammer des fluidischen Oszillators hineinzuragen, wenn das Stück darin integriert ist.

Ziel der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines fluidischen Oszillators, der gegenüber einer Längssymmetrieebene P symmetrisch ist, umfassend eine Einfassung, die eine Oszillationskammer begrenzt und eine Eingangsöffnung und eine Ausgangsöffnung aufweist, durch die das Fluid strömt und die nach der Ebene P in einer ersten so genannten Längsrichtung ausgerichtet sind, wobei die Eingangsöffnung als Schlitz ausgeführt ist, der in einer zweiten so genannten Querrichtung zu der Ebene P eng, in einer dritten Richtung parallel zu der Ebene P länglich und zu der ersten Längsrichtung rechtwinklig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren darin besteht, die Einfassung herzustellen, indem man in dieser einen Hohlraum anbringt, dessen Querabmessung größer ist als die Querabmessung des Schlitzes, ein Stück getrennt herzustellen, indem man darin den Schlitz einrichtet, und das Stück in den Hohlraum einzusetzen.

Genauer gesagt besteht das erfindungsgemäße Verfahren darin, die Einfassung des fluidischen Oszillators durch Ab-/Ausformvorgänge herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht auch darin, das Stück, in dem der Schlitz eingerichtet ist, durch Ab-/Ausformvorgänge herzustellen.

Weitere Merkmale und Vorteile gehen aus der nachstehenden Beschreibung hervor, die nur beispielhaft und nicht einschränkend und mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen gegeben wird. Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht eines fluidischen Oszillators nach dem Stand der Technik,

2 eine vergrößerte perspektivische Teilansicht des in 1 dargestellten fluidischen Oszillators, in der nur der Schlitz dargestellt ist,

3 eine vergrößerte Teilvorderansicht des in 2 dargestellten Schlitzes,

4 eine perspektivische Ansicht des Innern des Kernblocks des fluidischen Oszillators und des Stücks 55, in dem der Schlitz eingerichtet ist, und des von dem Block getrennten Hindernisses 29,

5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des in 4 dargestellten Stücks 55,

6 eine Schnittansicht des Stücks 55 in einer Ebene, die zu der von den Richtungen A und B in 4 bestimmten Ebene parallel ist,

7 das Stück 55 in Schnittansicht in der Ebene von 6 in seinem Fertigungswerkzeug,

8 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform des Stücks 55 von 5,

9 eine Ansicht des Stücks 91 von 8 im Schnitt in einer Ebene parallel zu der Ebene, die von den Richtungen A und B von 4 bestimmt ist,

10 das Stück 91 aus 8 in einer perspektivischen Rückansicht,

11 eine perspektivische Ansicht des Elements 117, das dazu gedacht ist, in das Stück 91 aus 8 bis 10 eingesetzt zu werden.

Wie in 4 dargestellt und mit der allgemeinen Bezugsnummer 21 bezeichnet, ist ein fluidischer Oszillator in Form eines Kernblocks 23 ausgeführt, dessen obere Deckelwand abgenommen wurde.

Der Kernblock des fluidischen Oszillators ist gegenüber einer Längssymmetrieebene P symmetrisch (4).

Dieser Kernblock umfasst eine Einfassung 25, die eine so genannte Oszillationskammer 27 begrenzt. Es ist ein Hindernis 29 vorgesehen, um an der von dem Pfeil angegebenen Stelle in der Oszillationskammer angeordnet zu werden.

Der Kernblock umfasst ebenfalls zwei Durchgänge 31, 33, die derart geneigt sind, dass sie ein V bilden, und die jeweils an einem ihrer Enden mit einer Öffnung 35, 37 versehen sind, die in der unteren Wand 38 des Kernblocks eingerichtet ist.

Die Fluidströmung geht durch diese Öffnungen 35, 37 und die nachfolgenden Durchgänge 31, 33, ehe sie in die Oszillationskammer 27 eindringt.

Die Durchgänge 31, 33 münden in einen Hohlraum 39, der insbesondere von den Seitenwänden 41, 43 der Einfassung 25 bestimmt ist.

Die Seitenwände 41, 43 erstrecken sich von einem so genannten Stromabende 27a der Oszillationskammer 27, parallel zwischen diesen und zu der Ebene P, und entfernen sich dann von der Ebene P, um der Kammer eine gewölbte Form zu geben, und schließen sich wieder in Richtung der Ebene P rechtwinklig zu dieser bis zu dem gegenüberliegenden, so genannten Stromaufende 27b der Oszillationskammer.

Die beiden Enden 27a, b sind nach einer ersten so genannten Längsrichtung A, die in der Ebene P enthalten ist, ausgerichtet.

An dem Ende 27a der Oszillationskammer 27 sind die Seitenwände 41, 43 parallel zu der Ebene P und bestimmen dazwischen eine so genannte Ausgangsöffnung 45, durch die das Fluid aus der Oszillationskammer 27 herausströmt.

An dem Ende 27b der Oszillationskammer sind die Seitenwände 41, 43 voneinander entlang einer zweiten so genannten Querrichtung B zu der Ebene P entfernt und bestimmen so die Breite d des Hohlraums 39.

Die Seitenwände 41, 43 erstrecken sich dann stromauf parallel zu der Ebene P als zwei Wandabschnitte 47, 49, die somit einen Teil der Längsabmessung des Hohlraums 39 bestimmen, und entfernen sich dann von der Ebene P entlang einer Richtung, die gegenüber den Richtungen A und B geneigt ist, um jeweils in eine der Wände 51, 53 überzugehen, die jeweils die Durchgänge 31, 33 begrenzen.

Die Seitenwände 41, 43 haben eine Höhe genannte Abmessung h, die nach einer dritten Richtung C ausgerichtet ist, die zu den beiden ersten Richtungen A und B rechtwinklig ist, und h beträgt z. B. 91,3 mm.

Bei der Herstellung durch Ab-/Ausformen des Kernblocks 23 des fluidischen Oszillators, der z. B. aus Aluminium besteht, erhält man die Seitenwände 41, 43 und ihre Verlängerungen 47, 49 und 51, 53 mit was man üblicherweise Kegelanguss nennt, wie er in 3 gestrichelt dargestellt ist.

Der Kernblock wird anschließend mit einem Fräser bearbeitet, um den Kegelanguss an den Seitenwänden zu beseitigen und die erwünschten Abmessungen zu erhalten.

Da die Breite des Hohlraums 39 viel größer als die Breite der Eingangsöffnung 9 des in 1 dargestellten fluidischen Oszillators ist, kann man einen robusteren Fräser als nach dem Stand der Technik für diesen Bearbeitungsvorgang verwenden, z. B. mit einem Durchmesser von 25 mm.

Somit werden die Risiken einer Beschädigung des Fräsers vermieden, und die Dauer des Bearbeitungsvorgangs wird gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert.

Zudem kann man die Seitenwände problemlos über ihre gesamte Höhe bearbeiten.

Außerdem ist zu beachten, dass dieser Bearbeitungsvorgang recht "grob" ausgeführt werden kann, da die mit dem Hohlraum 39 fluchtrechten, nach der Bearbeitung der Seitenwände erhaltenen Abmessungen nicht die endgültigen Abmessungen sind, die der Fluidströmung geboten werden, wie nachstehend erläutert werden soll.

Somit kann die Bearbeitungszeit noch weiter reduziert werden, wenn man sich mit einer groben Bearbeitung zufrieden gibt.

Wie perspektivisch in 4 und 5 dargestellt, ist ein Stück 55 dazu gedacht, in den Hohlraum 39 zwischen den Abschnitten 47, 49 der Seitenwände 41, 43 einsetzt zu werden, deren Breite d etwas größer ist als die des Stücks.

Dieses Stück ist auch in 6 im Schnitt in einer die Richtungen A und B enthaltenden Ebene in einer Position, in der es zwischen den Wandabschnitten 47, 49 eingesetzt ist, dargestellt. Die Breite des Stücks 55 beträgt z. B. 60 mm, und die Abmessung d beträgt z. B. 61 mm.

Das Stück 55 umfasst zwei Seitenwände, die entlang der dritten Richtung C länglich sind, und die entlang der zweiten Richtung B beabstandet sind, um dazwischen einen engen Schlitz 57 zu bestimmen.

Dieser Schlitz bildet die Eingangsöffnung, die nach der Ausgangsöffnung 45 entlang der ersten Richtung A ausgerichtet ist, und die es ermöglicht, die Fluidströmung in einen Strahl umzuformen, der in die Oszillationskammer 27 mündet.

Wie in 6 dargestellt, umfassen die Seitenwände des Stücks 55 jeweils einen Teil 59, 61, der nach der entsprechenden Seitenwand 41, 43 der Einfassung ausgerichtet ist, wobei sie dazwischen die Breite l des Schlitzes 57 bestimmen, die z. B. 19 mm beträgt.

Die Seitenwände des Stücks 55 umfassen auch jeweils einerseits zwei Teile 63, 65, die zueinander und zu der Ebene P parallel sind und welche die Längsabmessung oder Länge des Schlitzes 57 bestimmen, und andererseits zwei Teile 67, 69, die sich von der Ebene P gegenüber den Richtungen A und B geneigt entfernen, um sich an die Wände 51, 53 der Durchgänge 31, 33 anzuschließen.

Das Stück 55 umfasst zwei Ansätze 71, 73, die als dünne Platten ausgeführt sind, die zu der dritten Richtung C rechtwinklig sind und die an den beiden entgegengesetzten Enden der Seitenwände des Stücks angeordnet sind, um zwischen den Ansätzen die Höhe des Schlitzes 57 zu bestimmen, die der Abmessung h entspricht.

Wie in 5 dargestellt, besitzt jeder Ansatz eine geringe Dicke oder Höhe, und die untere Wand 38 des Kernblocks 23 weist fluchtrecht au dem Hohlraum 39 eine leichte Vertiefung (4) auf, deren Höhe der Dicke des Ansatzes 71 entspricht.

Auf ähnliche Art und Weise ist eine Vertiefung, deren Höhe der Dicke des Ansatzes 73 entspricht, in dem nicht dargestellten Deckel des Kernblocks 23 vorgesehen.

Außerdem umfasst das Stück 55 eine Rille 75, die in einer Randzone des Stücks angebracht ist, die in einer Ebene quer zu der Ebene P enthalten ist (4).

Diese Rille ist dazu gedacht, einen Dichtungsring 77 aufzunehmen, der in 6 dargestellt ist und der eingebaut wird, ehe das Stück 55 in den Hohlraum 39 eingesetzt wird.

6 zeigt, dass der Dichtungsring 77 mit den Seitenwandabschnitten 47, 49 der Einfassung 25 zusammenwirkt, um sicherzustellen, dass die Fluidströmung durch den Schlitz 57 geht und nicht zwischen den Abschnitte 47, 49 und dem Stück 55 in die Oszillationskammer eindringt.

Der Dichtungsring 77 wirkt auch mit der unteren Wand 38 des Kernblocks und auf in den Figuren nicht dargestellte Art und Weise mit dem Deckel des Kernblocks zusammen.

Das Stück 55, z. B. aus Kunststoff, wird durch Ab-/Ausformen in einer Spritzgussform hergestellt, wie sie in 7 dargestellt ist, und in der man das Stück in einer Ebene parallel zu der aus 6 im Schnitt sieht.

Die Gussform umfasst zwei Nestabformplatten 79, 81, wovon eine 81 die innere Form des Schlitzes 57 bestimmt und zwei Kanäle 83, 85 umfasst, die jeweils die Zuführung des flüssigen Werkstoffs in die innere Zone der Gussform ermöglichen, und die für das Formen des Stücks 55 nach dem Erstarren frei gelassen wird.

Die Gussform umfasst auch zwei Schieber 87, 89, welche die äußere Form des Stücks 55 mit der Randrille 75 bestimmen.

Wenn das Abformen beendet ist, werden die Schieber 87, 89 und die Nestabformplatten 79, 81 entlang den durch die Pfeile angegebenen Richtungen entnommen, und das somit ausgeformte Stück 55 ist das fertige Stück.

Die Überwachung der Fertigungstoleranzen des Stücks 55 und seiner Oberflächenbeschaffenheit ist besonders wichtig, da die Messtechnik des fluidischen Oszillators von der Qualität des Fluidstrahls abhängt (gleich bleibender Querschnitt, Zentrierung des Strahls gegenüber dem Hindernis, ...), der durch den Durchgang durch dieses Stück gebildet wird, und diese Qualität des Strahls ist direkt von den Fertigungstoleranzen und der inneren Oberflächenbeschaffenheit der Teile 63, 65, 67, 69, 71 und 73 abhängig. Das Spritzgussverfahren ermöglicht es z. B., eine Präzision von ungefähr 1/10 bei den Abmessungen des Stücks 55 zu erhalten, obwohl nur eine Präzision von ungefähr 5/10 für die Herstellung des Kernblocks aus Aluminium verlangt wird.

Ein weiterer Vorteil, der damit zusammenhängt, dass ein Teil 55 von der Einfassung getrennt ist, beruht darauf, dass das Herstellungsverfahren des Stücks 55 wiederholbar ist, und dass man das Stück demnach mit mit der Zeit wiederholbaren Eigenschaften erhalten kann, was sich somit positiv auf die Messtechnik des fluidischen Oszillators auswirkt.

Die Tatsache, dass das Stück 55 gegenüber der Einfassung 25 und dem Kernblock 23 abnehmbar ist, ermöglicht nicht nur eine einfachere Wartung, sondern auch das Auswechseln des Stücks 55 durch ein anderes Stück, dessen Schlitz eine andere Breite l aufweist, und zwar um sich an eine Reihe unterschiedlicher Durchsätze anzupassen.

Das Stück 55, dessen Abmessungen oben bestimmt wurden, verursacht z. B. einen Druckverlust von 13 mbar für einen Durchsatz von 250 m3/h, und für denselben Druckverlust ist es möglich, den Durchsatz bis auf 300 m3/h zu erhöhen, indem man die Breite l entsprechend erhöht (um etwa 10%).

Die Erfindung weist noch einen anderen Vorteil auf: da die Vorgänge zur Herstellung des. Stücks 55 und der Einfassung 25 (d. h. des Kernblocks 27) getrennt sind, stellt die Tatsache, dass das Teil 55 während seiner Herstellung unglücklicherweise beschädigt werden könnte, nicht die Herstellung des gesamten fluidischen Oszillators in Frage.

8 bis 11 bilden eine andere Ausführungsform der Erfindung ab, wobei zwei zusätzliche unabhängige Merkmale hinzugefügt wurden. Bei dieser Ausführungsform behalten gegenüber 4 bis 7 unveränderte Elemente die gleichen Bezugsnummern.

Wie in 8 bis 11 dargestellt, umfasst das abnehmbare Stück 91, das dazu gedacht ist, in die Aufnahme 39 des Kernblocks 23 des in 4 dargestellten fluidischen Oszillators eingebaut zu werden, zwei Seitenwände, die entlang der dritten Richtung C länglich sind und die entlang der zweiten Richtung B beabstandet sind, um dazwischen einen engen Schlitz 93 zu bestimmen.

Die Seitenwände des Stücks 91 bestehen aus mehreren Teilen: die Teile 59, 61, 67, 69 sind mit den Teilen des Stücks 55 identisch, welche die gleichen Bezugsnummern tragen, und zwei zueinander parallele Teile 95, 97, die im eigentlichen Sinne den Schlitz 93 bestimmen und die gegenüber der Querebene, in der die Teile 59, 61 der Wände 41 und 43 der Einfassung 25 enthalten sind, hervorragen.

Diese beiden Teile der Seitenwände 95, 97, die sich in das Innere der Oszillationskammer 27 des Kernblocks 23 verlängern, bilden einen Schutzschirm für den Fluidstrahl gegen das Auftreten von Hochdruckwirbeln, die sich in den Zonen befinden, die von den Teilen 59, 95 einerseits und 61, 97 andererseits begrenzt sind, und die dazu beitragen, den Strahl übermäßig zu biegen.

Ein fluidischer Oszillator, der mit zwei Seitenwandteilen versehen ist, die sich in die Oszillationskammer verlängern, ist in der französischen Patentanmeldung Nr. 9 713 145 beschrieben, die am 17. Oktober 1997 von der Anmelderin eingereicht wurde.

Auf ähnliche Weise wie für das Stück 55 bestimmt, umfasst das Stück 91 auch zwei identische Ansätze 99, 101, die an den beiden Enden des Stücks angeordnet sind. Jeder Ansatz 99, 101 ist jeweils mit einer Stelle 103, 105 ausgestattet, die sich oberhalb des Schlitzes 93 befindet und in Form eines gegenüber dem Rest des entsprechenden Ansatzes ausgehöhlten Teils vorliegt.

Die beiden Stellen, die senkrecht zueinander angeordnet sind, weisen jeweils eine im Wesentlichen rechteckige Form auf, außer den Teile in der Nähe der Wände 67 und 69, und die dem Profil dieser Wände folgen und sich entlang der Richtung A in Form einer Fuge 107, die in dem entsprechenden Ansatz angebracht ist, verlängern.

Jede Stelle umfasst einen Mittelteil 109, 111, der von dem Rest der Stelle durch zwei nach der Richtung A ausgerichtete Ausnehmungen 106, 108 und 110, 112 getrennt ist und der in Form einer Lamelle vorliegt.

Die Lamellen 109, 111 haben zwei Öffnungen 113, 115, die senkrecht zueinander ausgerichtet sind. Ein Element 117, das in 11 perspektivisch dargestellt ist, liegt als flache Platte 119 vor, in deren Mittelteil mehrere im Wesentlichen rechteckige Abschnitte 121a bis f teilweise aus dem Rest der Platte ausgeschnitten wurden.

Die Platte 119 weist zwei flache Teile 123, 125 an ihren Enden auf, die den Mittelteil umrahmen, und die rechteckigen Abschnitte 121a bis f haben eine besondere Winkelausrichtung gegenüber der Ebene, in der die flachen Teile 123, 125 enthalten sind.

Die Platte 119 verlängert sich in einer Stütze 127 als senkrechtes Primas mit dreieckigem Querschnitt, wobei sie an ihren beiden entgegengesetzten Seiten zwei so genannte Endplatten 129, 130 aufweist, die jeweils mit einer Nocke 131 versehen sind.

Die Endplatten 129, 130 haben ein Profil, das die Stellen 103, 105 ergänzt.

Das Element 117 ist dazu gedacht, fluchtrecht mit den Stellen 103, 105 in das Stück 91 eingesetzt zu werden, wobei es von den Platten 129, 130 geführt wird, und die Nocken 131 wirken mit den Öffnungen 113, 115 zusammen, um das Element 117 festzuhalten.

Um den Einbau des Elements 117 in das Stück 91 zu ermöglichen, ist es wichtig, Lamellen 109, 111 vorzusehen, die eine gewisse Biegsamkeit aufweisen.

Nach dem Einbau in das Stück 91 dient das Element 117 dazu, das Geschwindigkeitsprofil der Fluidströmung oberhalb des Schlitzes 93 anhand der Abschnitte 121a bis f zu ändern, die hauptsächlich den mittleren Teil des Geschwindigkeitsprofils beeinflussen.

Ein derartiges Element kann notwendig sein, wenn die von oberhalb kommende Strömung nicht unter Kontrolle steht.

Dieses Element kann auch an das Stück 55 angepasst werden.


Anspruch[de]
  1. Fluidischer Oszillator (21), der gegenüber einer Längssymmetrieebene (P) symmetrisch ist, umfassend eine Einfassung (25), die eine Oszillationskammer (27) begrenzt und eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung (45) aufweist, durch die das Fluid strömt und die nach der Ebene (P) in einer ersten so genannten Längsrichtung (A) ausgerichtet sind, wobei die Eingangsöffnung als Schlitz (57; 93) ausgeführt ist, der in einer zweiten so genannten Querrichtung (B) zu der Ebene (P) eng, in einer dritten Richtung (C) parallel zu der Ebene (P) und zu der ersten Längsrichtung (A) rechtwinklig ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (57; 93) in einem Stück (55; 91) eingerichtet ist, das gegenüber der Einfassung (25) abnehmbar ist.
  2. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 1, wobei das abnehmbare Stück (55; 91) zwei Seitenwände (63, 65; 95, 97) umfasst, die entlang der dritten Richtung (C) länglich sind und die entlang der zweiten Richtung (B) derart beabstandet sind, dass sie dazwischen die Abmessung des Schlitzes (57; 93) entlang dieser zweiten Richtung, die auch Breite l genannt wird, bestimmen.
  3. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2, wobei das abnehmbare Stück (55; 91) zwei Ansätze (71, 73; 99, 101) umfasst, die zu der dritten Richtung (C) rechtwinklig sind und derart an den beiden entgegengesetzten Enden der Seitenwände angeordnet sind, dass sie zwischen den Ansätzen die Abmessung des Schlitzes (57; 93) entlang der dritten Richtung (C), die auch Höhe h genannt wird, bestimmen.
  4. Fluidischer Oszillator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das abnehmbare Stück (55; 91) in einen Hohlraum (39) eingesetzt wird, der in der Einfassung (25) vorgesehen ist und dessen Querabmessung d etwas größer ist als die des Stücks.
  5. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 4, wobei das abnehmbare Stück (55; 91) eine Rille (75) umfasst, die in einer Randzone des Stücks angebracht ist, die in einer Querebene enthalten ist, die von den Richtungen (B) und (C) bestimmt wird, wobei die Randrille dazu gedacht ist, ein Dichtungsorgan (77) aufzunehmen, das insbesondere mit den Wänden der Einfassung (25) zusammenwirkt, die den Hohlraum (39) bestimmen.
  6. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 2 und 4, wobei die Seitenwände (95, 97) des abnehmbaren Stücks (91) sich jeweils über mindestens einen ihrer Teile an die Wände der Einfassung (25) anschließen und sich über diese Teile hinaus entlang der ersten so genannten Längsrichtung derart verlängern, dass sie in die Oszillationskammer (27) hineinragen.
  7. Fluidischer Oszillator nach Anspruch 3, wobei zwei entsprechende Stellen (103, 105) jeweils auf jedem Ansatz (99, 101) oberhalb des Schlitzes (93) eingerichtet sind, um ein Element (117) aufzunehmen, das dazu geeignet ist, das Geschwindigkeitsprofil der Fluidströmung oberhalb des Schlitzes zu ändern.
  8. Abnehmbares Stück zum Umformen einer Fluidströmung in einen oszillierenden Fluidstrahl (55; 91), das dazu gedacht ist, in einen fluidischen Oszillator (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 integriert zu werden, wobei das Stück zwei Seitenwände (63, 65; 95, 97) umfasst, die entlang einer Richtung (C) länglich sind und die entlang einer Richtung (B) rechtwinklig zu der Richtung (C) derart beabstandet sind, dass sie dazwischen einen Schlitz (57; 93) entlang dieser Richtung (B) bestimmen.
  9. Abnehmbares Stück zum Umformen einer Fluidströmung in einen oszillierenden Fluidstrahl nach Anspruch 8, umfassend zwei Ansätze (71, 73; 99, 101), die zu der Richtung (C) rechtwinklig sind und an den beiden entgegengesetzten Enden der Seitenwände derart angeordnet sind, dass sie zwischen den Ansätzen die Abmessung des Schlitzes (57; 93) entlang dieser Richtung (C) bestimmen.
  10. Abnehmbares Stück zum Umformen einer Fluidströmung in einen oszillierenden Fluidstrahl nach Anspruch 8 oder 9, wobei eine Rille (75) in einer Randzone des Stücks angebracht ist, und die in einer Ebene enthalten ist, die von den Richtungen (B) und (C) bestimmt wird, wobei die Rille dazu gedacht ist, ein Dichtungsorgan (77) aufzunehmen.
  11. Abnehmbares Stück zum Umformen einer Fluidströmung in einen oszillierenden Fluidstrahl nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei die Seitenwände (95, 97) sich derart in einer Richtung (A) erstrecken, die zu einer Ebene rechtwinklig ist, die von den Richtungen (B) und (C) bestimmt wird, dass sie in die Oszillationskammer (27) des fluidischen Oszillators hereinragen, wenn das Stück darin integriert ist.
  12. Verfahren zur Herstellung eines fluidischen Oszillators (21), der gegenüber einer Längssymmetrieebene (P) symmetrisch ist, umfassend eine Einfassung (25), die eine Oszillationskammer (27) begrenzt und eine Eingangs- und eine Ausgangsöffnung (45) aufweist, durch die das Fluid strömt und die nach der Ebene (P) in einer ersten so genannten Längsrichtung (A) ausgerichtet sind, wobei die Eingangsöffnung als Schlitz (57; 93) ausgeführt ist, der in einer zweiten so genannten Querrichtung (B) zu der Ebene (P) eng, in einer dritten Richtung (C) parallel zu der Ebene (P) länglich und zu der ersten Längsrichtung (A) rechtwinklig ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren darin besteht, die Einfassung (25) herzustellen, indem darin ein Hohlraum (39) angebracht wird, dessen Querabmessung größer ist als die Querabmessung des Schlitzes, getrennt ein abnehmbares Stück (55; 91) herzustellen, indem darin der Schlitz eingerichtet wird, und das abnehmbare Stück in den Hohlraum einzusetzen.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das darin besteht, die Einfassung (25) des fluidischen Oszillators durch Ab-/Ausformvorgänge, dann durch die Bearbeitung der so ausgeformten Einfassung herzustellen.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, das darin besteht, das Stück (55; 91) durch Ab-/Ausformvorgänge herzustellen.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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