Strömungsmechanische Bauelemente arbeiten mit Hilfe von flüssigen oder komprimierbaren Medien, wie z.B. Luft, Wasser oder Hydraulikflüssigkeiten. Der Anteil hydraulischer Steuerungen spielt dabei nur eine geringe Rolle. Sie werden – auch zu integrierten Schaltungen zusammengefasst – sowohl in analogen als auch in digitalen Schaltungen eingesetzt.
Fluidiksysteme wurden in den 1960er Jahren entwickelt und ab den 1970er Jahren durch die Mikroelektronik verdrängt. Sogenannte dynamische Fluidiksysteme (s.u.) werden gegenwärtig noch für wenige Sonderaufgaben eingesetzt.
Arten
Es gibt zwei Arten von Fluidik-Systemen:
Statische Fluidik-Systeme
Bewegliche Kolben, Klappen, Schieber oder Membranen schalten die Signale. Hilfsenergie wird nur beim Umschalten verbraucht – das Fluid verhält sich überwiegend statisch.
Ausführungen:
UNALOG (universelles Niederdruck-analog- und Logik-System)
Wandstrahl-Flipflop nach HOERBIGER-PneumonicFluidisches UND nach HOERBIGER-Pneumonic
Dynamische Fluidik-Systeme
Es sind keine beweglichen Teile vorhanden und damit kein mechanischer Verschleiß. Hilfsenergie wird ständig verbraucht – das Fluid muss sich bewegen, um die Funktion zu erhalten.
Ausführungen von strömungsmechanischen Schaltelementen:
Wandstrahlelemente (siehe Coandă-Effekt) als Wandstrahl-Kippglieder (Flipflops, d.h. Speicherelemente) und logische Elemente (Verknüpfungsglieder: ODER/NOR, UND/NAND).
Herstellung
Die Kanäle von strömungsmechanischen Schaltelementen werden meist in Kunststoffgeätzt oder gepresst.
Vorteile und Nachteile
Strömungsmechanische Schaltelemente zeichnen sich durch fehlenden Verschleiß, Zuverlässigkeit und Unempfindlichkeit gegenüber Wärme, ionisierender Strahlung und Vibration aus.
Ein Nachteil ist die Langsamkeit (relativ lange Umschaltzeiten, relativ niedrige Frequenzen).
Anwendungen
Die Fluidik ist u.a. in der Luft- und Raumfahrt, in der Militärtechnik, in industriellen Steuerungen, in der Medizin und auch in Geräten zum alltäglichen Gebrauch zur Anwendung gekommen.
Quellen
Stanley W. Angrist: Fluid control devices. In: Scientific American, Dezember 1964, S. 80–88.
A. Böge: Das Techniker Handbuch. 11. Auflage. F. Vieweg & Sohn, Braunschweig u. Wiesbaden 1989, S.1517–1530.
Hans Ebertshäuser u. Siegfried Helduser: Fluidtechnik von A bis Z. Vereinigte Fachverlage, Mainz 1995, ISBN 3-7830-0286-9
James W. Joyce: Fluidics. Basic components and applications. Maryland 1983. (PDF)
Thomas Krist: Hydraulik, Pneumatik, Fluidik – Pneulogik: Formeln, Daten, Begriffe; für Berufsausbildung, Studium und Praxis. 4. Aufl. Hoppenstedt, Darmstadt 1991.
Adolf W. Rechten: Fluidik: Grundlagen, Bauelemente, Schaltungen. Springer, Berlin 1976.
Günter Ortmann: Logik- und Fluidiksteuerungen: ein Nachschlagewerk für Begriffe, Bildzeichen, Geräte und Schaltungen der Steuerungstechnik allgemein sowie der Fluidiktechnik und ihrer Randgebiete. Ortmann, Hilden 1973.
Eduard Karg: Fluidik: kurz und bündig. Elementare Einführung in die Technologie pneumatischer Logikelemente. Vogel, Würzburg 1972.
László Helm et al.: Einführung in die Fluidik: pneumatische logische Elemente und Systeme. Oldenbourg, München 1971.
