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Title:
VALVE DEVICE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/161965
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a valve device (1) having a pressure controller (3) for a flowing gas and having a housing (4). The pressure controller (3) has a membrane (31), a spring (34), a control element (32) and a seat (33). The control element (32) has a plate-like section (32') and a rod-like section (32") adjoining one side of the plate-like section (32'), wherein the seat (31) surrounds the rod-like section (32") of the control element (32). The membrane (31) and the control element (32) are mechanically coupled to one another such that an axial movement of the control element (32) moves the membrane (31). The spring (34) and the control element (32) are also mechanically coupled to one another. The seat (33) limits a movement of the control element (32). In one configuration, the seat (33) and the control element (32) prevent a flow of the gas. The seat (33) is designed as a ring arranged in a recess (40) of the housing (4).

Inventors:
REININGER, Dennis (Klugstraße 133, München, 80637, DE)
Application Number:
EP2019/000018
Publication Date:
August 29, 2019
Filing Date:
January 23, 2019
Export Citation:
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Assignee:
TRUMA GERÄTETECHNIK GMBH & CO. KG (Wernher-von-Braun-Straße 12, Putzbrunn, 85640, DE)
International Classes:
G05D16/06
Domestic Patent References:
WO2016180966A12016-11-17
Foreign References:
US3730773A1973-05-01
US3556125A1971-01-19
US6062245A2000-05-16
US2842146A1958-07-08
DE2601055A11977-07-21
EP0080180A21983-06-01
EP0644377B11996-10-23
DE102008040413A12009-11-26
DE102007047440A12009-04-09
DE102012111106B32014-01-16
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Claims:
Patentansprüche

1. Ventilvorrichtung (1)

mit einem Druckregler (3) für ein strömendes Gas und mit einem Gehäuse (4), wobei der Druckregler (3) eine Membran (31), eine Feder (34), einen Regelsteller (32) und einen Regelsitz (33) aufweist,

wobei der Regelsteller (32) einen tellerartigen Abschnitt (32‘) und einen an einer Seite des tellerartigen Abschnitts (32‘) angrenzenden stangenartigen Abschnitt (32“) aufweist,

wobei der Regelsitz (31) den stangenartigen Abschnitt (32“) des Regelstellers (32) umfasst,

wobei die Membran (31) und der Regelsteller (32) so mechanisch miteinander ge- koppelt sind, dass eine axiale Bewegung des Regelstellers (32) die Membran (31) bewegt,

wobei die Feder (34) und der Regelsteller (32) mechanisch derartig miteinander gekoppelt sind, dass die Feder (34) den Regelsteller (32) in Richtung auf eine Stirnseite (33“) des Regelsitzes (33) drückt,

wobei der Regelsitz (33) eine Bewegung des Regelstellers (32) begrenzt, wobei der Regelsitz (33) und der Regelsteller (32) in einem Zustand ein Strömen des Gases verhindern,

und

wobei der Regelsitz (33) als in einer Aussparung (40) des Gehäuses (4) angeord- neter Ring ausgestaltet ist.

2. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 1 ,

wobei die Membran (31) und der Regelsteller (32) mechanisch miteinander ge- koppelt sind, indem die Membran (31 ) den Regelsteller (22) überspannt.

3. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 1 ,

wobei die Membran (31 ) und der Regelsteller (32) mechanisch miteinander ge- koppelt sind, indem die Membran (31) den tellerartigen Abschnitt (32‘) des Regelstellers (22) umfasst.

4. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 1 , wobei die Membran (31 ) und der Regelsteller (32) mechanisch miteinander ge- koppelt sind, indem die Membran (31 ) und der tellerartige Abschnitt (32‘) des Re- gelstellers (22) einteilig ausgestaltet sind.

5. Ventilvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

wobei der Regelsitz (33) ein eingepresster Metallring ist.

6. Ventilvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

wobei die Ventilvorrichtung (1 ) ferner mindestens ein Ventil (2) aufweist.

7. Ventilvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

wobei ein freies Ende des stangenartigen Abschnitts (32") des Regelstellers (32) mit einem Dichtelement (39) verbunden ist, und

wobei das Dichtelement (39) bei einer Position des Regelstellers (32) eine untere Stirnseite des Regelsitzes (33) verschließt.

8. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 7,

wobei sich ein Regelspalt zwischen dem Dichtelement (39) und der unteren Stirn- seite des Regelsitzes (33) ergibt, der abhängig von einer axialen Position des Re- gelstellers (32) ist.

9. Ventilvorrichtung (1 ) nach Anspruch 7 oder 8,

wobei das Dichtelement (39) als Halbkugel ausgestaltet ist.

10. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 9,

wobei das Dichtelement (39) in einem Übergang von einem kugelförmigen Ab- schnitt zu einem planen Abschnitt der Halbkugel eine Fase aufweist.

1 1. Ventilvorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

wobei der Regelsitz (33) eine sich - insbesondere konisch - verjüngende Innen- kontur aufweist.

12. Ventilvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 ,

wobei der Regelsitz (33) an einer Innenseite einer Stirnseite abgerundet ist.

13. Ventilvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12,

wobei der Regelsitz (33) in einer Stirnseite (33“) mindestens eine Unterbrechung (33') aufweist, sodass sich seitlich zu der Unterbrechung (33‘) zwei Zinnen erge- ben.

14. Ventilvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

wobei das Gehäuse (4) und die Membran (31) einen Durchströmungsraum (30) umfassen,

wobei der Druckregler (3) einen Reglerdeckel (37) aufweist, der mit dem Gehäuse

(4) verbunden ist, und

wobei der Reglerdeckel (37) und die Membran (31) einen Ausgleichsraum (60) umfassen. 15. Ventilvorrichtung (1) nach Anspruch 14,

wobei der Reglerdeckel (37) ein Ausgleichsloch (37“) aufweist, das in Verbindung mit einem Ausgleichsraum (60) steht, den der Reglerdeckel (37) und die Membran (31) umfassen.

Description:
Ventilvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilvorrichtung. Eine alternative Bezeichnung ist Gasarmatur.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Realisierungen von Ventilvorrichtungen be- kannt, bei denen beispielsweise Ventile und Druckregler kombiniert und teilweise in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind (siehe z. B. US 2,842, 146 A, DE 26 01 055 A1 , EP 0 080 180 A2 oder EP 0 644 377 B1 ). Ausgestaltungen von Ventilen finden sich bei- spielsweise in der DE 10 2008 040 413 A1 , der DE 10 2007 047 440 A1 oder der DE 10 2012 1 1 1 106 B3.

Die Druckregler haben insbesondere die Funktion, Gasdrücke zu reduzieren bzw. den Gasdruck auf einen maximalen Wert zu begrenzen. Ein Druckregler verfügt im Stand der Technik zumeist über einen von dem Gas durchströmten Raum, der durch eine Membran begrenzt ist. Auf die Membran wirkt zum einen eine Feder, die auch zur Einstellung des maximalen Druckwerts dient. Zum anderen ist ein Regelsteller vorhanden, der auf den Gasdruck reagiert und auf die Membran einwirkt. Der Regelsteller ist ggf. ergänzend der- artig ausgestaltet, dass er ein Strömen des Gases unterbrechen kann.

Im Stand der Technik sind solche Ventilvorrichtungen üblicherweise sehr groß und auf- wendig in der Herstellung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Ventilvorrichtung bereitzustellen, die sich durch einen möglichst kompakter Aufbau sowie durch eine vereinfachte Fertigung aus- zeichnet.

Die Erfindung löst die Aufgabe durch eine Ventilvorrichtung mit einem Druckregler für ein strömendes Gas und mit einem Gehäuse, wobei der Druckregler eine Membran, eine Fe- der, einen Regelsteller und einen Regelsitz aufweist, wobei der Regelsteller einen tellerar- tigen Abschnitt und einen an einer Seite des tellerartigen Abschnitts angrenzenden stan- genartigen Abschnitt aufweist, wobei der Regelsitz den stangenartigen Abschnitt des Re- gelstellers umfasst, wobei die Membran und der Regelsteller so mechanisch miteinander gekoppelt sind, dass eine axiale Bewegung des Regelstellers die Membran bewegt, wobei die Feder und der Regelsteller mechanisch derartig miteinander gekoppelt sind, dass die Feder den Regelsteller in Richtung auf eine Stirnseite des Regelsitzes drückt, wobei der Regelsitz eine Bewegung des Regelstellers begrenzt, wobei der Regelsitz und der Regel- steiler in einem Zustand ein Strömen des Gases verhindern, und wobei der Regelsitz als in einer Aussparung des Gehäuses angeordneter Ring ausgestaltet ist. Der Regelsitz ist in einer Ausgestaltung in dem Gehäuse eingepresst.

Der Druckregler der erfindungsgemäßen Ventilvorrichtung verfügt über eine Membran, eine Feder sowie einen Regelsteller und einen Regelsitz.

Unter Feder sei dabei eine beliebige, insgesamt als Feder wirkende Vorrichtung verstan- den. In einer Ausgestaltung handelt es sich bei der Feder um ein einziges Federelement. Die Membran und der Regelsteller sind vorzugsweise mechanisch miteinander gekoppelt. Weiterhin sind die Feder und der Regelsteller miteinander mechanisch gekoppelt, sodass die Feder den Regelsteller gegen den Regelsitz und insbesondere gegen eine (vorzugs- weise obere) Stirnseite des Regelsitzes drückt. Das bedeutet auch, dass der Regelsteller bei einer Bewegung gegen die Feder bewegt wird. Folglich muss in einer Ausgestaltung in dem Fall, dass der Regelsteller bewegt werden soll, eine Kraft aufgewendet werden, die größer ist als die auf den Regelsteller wirkende Federkraft.

Vorzugsweise wirken insgesamt die Feder und der Gasdruck auf den Regelsteller, wobei die Feder der Richtung des strömenden Gases entgegengerichtet ist.

Der Regelsitz begrenzt eine Bewegung des Regelstellers. Dies geschieht beispielsweise dadurch, dass der Regelsteller eine definierte Bewegungsbahn relativ zum Regelsitz hat. Bewegt sich der Regelsteller (oder in einer Ausgestaltung genauer: ein tellerartiger Ab- schnitt des Regelstellers) in Richtung des Regelsitzes, so sitzt in einer Ausgestaltung der Regelsteller schließlich auf einer Stirnseite des Regelsitzes auf, sodass keine weitere Bewegung in dieser Richtung mehr möglich ist.

Schließlich wirken der Regelsitz und der Regelsteller so miteinander, dass in einem Zustand - in einer Ausgestaltung abhängig von einer Position des Regelstellers relativ zum Regelsitz - das Strömen des Gases durch den Druckregler hindurch verhindert wird. In einem Zustand kann also kein Gas durch den Druckregler strömen; er ist gesperrt. Dieser Zustand ist in einer Ausgestaltung mit einem maximalen Druckwert für den Gasdruck ver- bunden.

Der Regelsitz ist als Ring ausgestaltet, der sich in einer Aussparung des Gehäuses der Ventilvorrichtung befindet. Der Druckregler ist somit ein Bestandteil des Gehäuses der Ventilvorrichtung. Daher ergibt sich ein kompakter Aufbau, da das Gehäuse für den Druckregler mitgenutzt wird. In einer Ausgestaltung ist der Regelsitz insbesondere in der Aussparung formschlüssig eingepresst.

Der Regelsteller weist einen tellerartigen (vorzugsweise auch rotationssymmetrischen und/oder kreisrunden) Abschnitt und einen an einer Seite des tellerartigen Abschnitts an- grenzenden stangenartigen Abschnitt auf, wobei der Regelsitz den stangenartigen Ab- schnitt des Regelstellers umfasst. Der Regelsteller hat zumindest zwei Abschnitte: ein tel- lerartiger und somit flacher Abschnitt und ein stangenartiger und damit länglicher Ab- schnitt. Der stangenartige Abschnitt grenzt dabei an den tellerartigen Abschnitt an. In ei- ner Ausgestaltung geht der stangenartige Abschnitt mit einem Ende von einer Seite des tellerartigen Abschnitts - und vorzugweise von dessen Mitte - aus. Der stangenartige Ab- schnitt wird von dem Regelsitz umfasst und befindet sich damit auch in der Innenausspa- rung des ringförmigen Regelsitzes. Dies bewirkt in einer Ausgestaltung, dass sich der Re- gelsteller axial relativ zum Regelsitz bewegt.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Membran und der Regelsteller mechanisch miteinander gekoppelt sind, indem die Membran den Regelsteller überspannt oder indem die Membran den tellerartigen Abschnitt des Regelstellers umfasst oder indem die Memb- ran und der tellerartige Abschnitt des Regelstellers einteilig ausgestaltet sind.

In einer Ausgestaltung handelt es sich bei dem Regelsitz um einen Ring aus einem Me- tall.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Gehäuse und die Membran einen Durch- strömungsraum umfassen, dass der Druckregler einen Reglerdeckel aufweist, der mit dem Gehäuse verbunden ist, und dass der Reglerdeckel und die Membran einen Aus- gleichsraum umfassen. In dieser Ausgestaltung ist mit dem Gehäuse ein Reglerdeckel verbunden. Durch den Reglerdeckel, die Membran und das Gehäuse (und dabei insbesondere die Aussparung des Gehäuses) werden insgesamt - zumindest - zwei Räume gebildet: ein Durchströ- mungsraum und ein Ausgleichsraum. Der Durchströmungsraum wird dabei vorzugsweise von dem Gas durchströmt. Die Membran trennt dabei beide Räume voneinander. In einer Ausgestaltung gelangt insbesondere kein Gas aus der Durchströmungsraum in den Aus- gleichsraum.

Gemäß einer Ausgestaltung weist die Ventilvorrichtung ferner mindestens ein Ventil auf. Das Ventil ist in einer Ausgestaltung ein Magnetventil. Zudem ist das Ventil vorzugweise in oder zumindest teilweise durch das Gehäuse gebildet. In einer Ausgestaltung sind der Druckregler und das mindestens eine Ventil durch Kanäle in dem Gehäuse in Bezug auf das Gas miteinander verbunden.

Die folgende Ausgestaltung bezieht sich auf das freie Ende des stangenartigen Ab- schnitts, das somit dem Ende gegenüberliegt, das mit dem tellerartigen Abschnitt kontak- tiert ist.

Dabei ist vorgesehen, dass das freie Ende des stangenartigen Abschnitts des Regelstel- lers mit einem Dichtelement verbunden ist, und dass das Dichtelement bei einer Position des Regelstellers eine Stirnseite des Regelsitzes verschließt.

Das freie Ende trägt somit ein Dichtelement. Bei einer bestimmten relativen Position zwi- schen Regelsteller und Regelsitz verschließt das Dichtelement eine Stirnseite des Regel- sitzes und damit auch den Innenraum des Regelsitzes in Bezug auf diese Stirnseite. Hier- durch wird vorzugsweise das Strömen des Gases verhindert. Der Druckregler schließt somit den Durchgang für das Gas bei dieser Position bzw. in diesem Zustand.

In einer alternativen oder ergänzenden Ausgestaltung befindet sich zwischen einer Stirn seite des Regelsitzes und dem Dichtelement ein Regelspalt, von dem die Menge des Ga- ses abhängig ist, das in den Innenraum des Regelsitzes und damit in einer Ausgestaltung auch in den Durchströmungsraum gelangt. Die Position des Regelstellers bezieht sich in einer Ausgestaltung auf eine besondere axiale Position des Regelstellers.

Damit geht in einer ergänzenden Ausgestaltung einher, dass es eine axiale Position des Regelstellers gibt, bei der eine weitere axiale Bewegung des Regelstellers nicht mehr möglich ist, und dass es eine andere axiale Position gibt, bei der der Gasstrom unterbro- chen ist. Die erste axiale Position ist vorzugsweise damit verbunden, dass der tellerartige Abschnitt auf einer (z. B. oberen) Stirnseite des Regelsitzes aufsitzt, und die zweite axiale Position ist damit verbunden, dass das Dichtelement die andere (damit untere) Stirnseite des Regelsitzes verschließt. Zwischen diesen beiden Positionen bewegt sich der Regel- steiler.

In einer Ausgestaltung wirkt sich die Bewegung des Regelstellers zwischen den zwei Po- sitionen auf die Gasmenge aus, die in den Innenraum des Regelsitzes einströmt. Dabei wird in einer Ausgestaltung eine Breite eines Spalts zwischen einem Dichtelement des Regelstellers und einer - insbesondere unteren - Stirnseite des Regelsitzes verändert.

In einer Ausgestaltung ist das Dichtelement als Halbkugel ausgestaltet. In einer ergänzenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Dichtelement in einem Übergang von ei- nem kugelförmigen Abschnitt zu einem planen Abschnitt der Halbkugel eine Fase auf- weist. Die Fase dient in einer Ausgestaltung insbesondere dem gasdichten Verschluss des Innendurchmessers des Regelsitzes.

In einer Ausgestaltung verfügt der Regelsitz über eine sich verjüngende Innenkontur. Da- bei ist in einer Ausgestaltung die Stirnseite mit dem größten Innendurchmesser der Membran zugewandt. Der sich in axialer Richtung verjüngende Innendurchmesser ist für die Montage der Ventilvorrichtung von Vorteil, da so beispielsweise das Dichtelement des Regelstellers leichter eingebracht werden kann. Ein weiterer Vorteil ist insbesondere in der Ausgestaltung, dass der Innendurchmesser ausgehend von der Membran abnimmt, dadurch gegeben, dass das Dichtelement einen kleineren Durchmesser verschließen muss.

In einer weiteren Ausgestaltung weist der Regelsitz eine sich konisch verjüngende Innen- kontur auf. Gemäß einer Ausgestaltung ist der Regelsitz an einer Innenseite einer Stirnseite abge- rundet. Diese Stirnseite wird in einer Ausgestaltung durch das Dichtelement des Regel- stellers verschlossen. Die Abrundung dient dabei der Verbesserung des Verschließens, indem der Kontakt zwischen dem Regelsitz und dem Dichtelement verbessert wird. Er- gänzend verfügt das Dichtelement in einer Ausgestaltung über die vorgenannte Fase.

In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Regelsitz in einer Stirnseite mindestens eine Unterbrechung aufweist. Diese Unterbrechung sorgt für zwei flankierende Zinnen oder Zinken. Die Unterbrechung dient (oder ggf. mehrere Unterbrechungen dienen) in ei- ner Ausgestaltung dazu, dass Gas durch den Innenraum des Regelsitzes strömen und anschließend den Innenraum verlassen kann. Somit findet in einer Ausgestaltung insbe- sondere eine Gasverbindung zwischen dem Innenraum des Regelsitzes und dem Durch- strömungsraum statt und dies auch für den Fall, dass der Regelsteller auf der Stirnseite des Regelsitzes aufsitzt. In einer Ausgestaltung sind mindestens zwei Unterbrechungen vorhanden.

Eine Ausgestaltung besteht darin, dass die Ventilvorrichtung eine Einstellvorrichtung zum Einstellen einer Federkraft, mit der die Feder auf den Regelsteller einwirkt, aufweist. Mit dieser Federkraft drückt die Feder den Regelsteller gegen den Regelsitz. In einer Ausge- staltung wirkt das Gas gegen die Feder. Daher bewegt sich der Regelsteller nur in dem Fall, dass ein Gasdruck vorliegt, der eine Kraft auf den Regelsteller ausübt, der oberhalb der Federkraft liegt.

Gemäß einer Ausgestaltung weist der Reglerdeckel ein Ausgleichsloch auf, das in Ver- bindung mit einem Ausgleichsraum steht, den der Reglerdeckel und die Membran umfas- sen. Ändert sich das Volumen des Ausgleichsraums infolge einer Bewegung der Memb- ran, so gelangt durch das Ausgleichsloch Luft in den Ausgleichsraum bzw. aus diesem heraus. Das Ausgleichsloch steht in einer Ausgestaltung in Verbindung mit der Umge- bungsluft.

Im Einzelnen gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, die erfindungsgemäße Ventilvorrich- tung auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird verwiesen einerseits auf die dem Pa- tentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die folgende Be- schreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausgestaltung einer Ventilvorrichtung,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Abbildung Fig. 1 ,

Fig. 3 einen weiteren vergrößerten Ausschnitt der Abbildung Fig. 1 ,

Fig. 4 eine räumliche Draufsicht auf einen Teil der Ventilvorrichtung der Fig. 1 ,

Fig. 5 einen Schnitt durch einen Teil einer zweiten Ausgestaltung einer Ventilvorrichtung und

Fig. 6 eine räumliche Draufsicht auf den Teil der Ventilvorrichtung der Fig. 5.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung einer Ventilvorrichtung 1 , die über drei Magnetventile

2 und einen Druckregler 3 verfügt. Die Ventilvorrichtung 1 dient hier beispielsweise dazu, brennbares Gas einem - hier nicht dargestellten - Brenner als Teil einer Heizung zuzu- führen. Eine alternative Bezeichnung für die Ventilvorrichtung 1 ist Gasarmatur.

Zu erkennen ist, dass sich die drei Magnetventile 2 und der Druckregler 3 gemeinsam in einem massiven Gehäuse 4 befinden. In dem gezeigten Schnitt befinden sich ein Mag- netventil 2 und der Druckregler 3 auf der einen und die beiden anderen Magnetventile 2 auf der gegenüberliegenden Seite. Zwei Magnetventile 2 liegen sich in der Darstellung spiegelsymmetrisch gegenüber.

In dem Gehäuse 4 befinden sich Aussparungen und Durchgänge, die das Strömen des Gases und das Einwirken der Ventile 2 und des Druckreglers 3 erlauben.

Der Gaseingang 50 befindet sich hier auf der rechten Seite. Von dort strömt das Gas in einem - hier nicht dargestellten - Kanal zu der Aussparung 40 unterhalb des Druckreglers

3 und sodann durch den Druckregler 3 hinein in eine Passage 41. Von dort führt ein wei- terer - hier ebenfalls nicht dargestellter - Kanal zu dem Magnetventil 2 unterhalb des Druckreglers 3. Ein sich anschließender - hier nicht dargestellter - Kanal erlaubt den Zu gang zu einem Verteilerraum 51 , mit dem die beiden anderen Magnetventile 2 gekoppelt sind. Von diesen Magnetventilen 2 ausgehend wird ein - nicht dargestellter und hier hinter der Schnittebene liegender - Gasausgang versorgt, der mit einem - nicht dargestellten - Brenner zu verbinden wäre.

Der Druckregler 3 ist vergrößert in der Fig. 2 sowie der Fig. 3 gezeigt. Der Zweck des Druckreglers 3 besteht darin, einen zu hohen Gasdruck (oder insbesondere einen Druck oberhalb eines vorgebbaren maximalen Druckwerts) zu verhindern.

Das Gas dringt in die Aussparung 40 des Gehäuses 4 ein und gelangt - in Abhängigkeit von der Position des Regelstellers 32 - durch den Innenraum des Regelsitzes 33 in die Passage 41. Dieser somit gebildete Durchströmungsraum 30 ist auf der von der Ausspa- rung 40 abgewandten Seite von einer Membran 31 verschlossenen. Mit der Membran 31 ist der Regelsteller 32 derartig mechanisch verbunden, dass eine axiale Bewegung des Regelstellers 32 die Membran 31 bewegt.

Der Regelsteller 32 ist stempelartig ausgeführt und verfügt über einen tellerartigen Ab- schnitt 32‘. An der Seite des tellerartigen Abschnitts 32‘, der von der Membran 31 abge- wandt ist, befindet sich ein stangenartiger Abschnitt 32“. Der stangenartige Abschnitt 32“ wird von dem Regelsitz 33 radial umfasst. Der Regelsitz 33 ist dabei in der gezeigten Ausgestaltung ein Metallring, dessen Innenseite sich konisch in eine Richtung - hier in Richtung der von der Membran 31 abgewandten Seite - verjüngt. Der Metallring besteht in einer Ausgestaltung insbesondere aus Messing und ist in einer Ausgestaltung ein Dreh- teil.

An der freien - also von der Membran 31 abgewandten - Stirnseite des stangenartigen Abschnitts 32“ des Regelstellers 32 befindet sich ein Dichtelement 39. Das Dichtelement 39 hat insbesondere eine solche radiale Erstreckung (beispielsweise bezogen auf die durch den stangenartigen Abschnitt 32“ definierte Längsachse), dass sich ein Spalt (also ein Regelspalt) zwischen dem Dichtelement 39 und der untere Stirnseite des Regelsitzes 33 ergibt. Durch die Größe des Regelspalts ist bedingt, wieviel Gas in den Innenraum des Regelsitzes 33 strömen kann. Der tellerartige Abschnitt 32' des Regelstellers 32 wird - mittelbar über die Membran 31 - durch eine Feder 34 gegen die Oberseite des Regelsitzes 33 gedrückt. Die Feder 34 ruht dabei auf einem Abschnitt der Membran 31 , der sich oberhalb des tellerartigen Abschnitts 32‘ befindet.

Die Membran 31 überspannt in der gezeigten Ausgestaltung den vom Gas durchflosse- nen Durchströmungsraum 30 und damit auch den Regelsteller 32. In einer alternativen - nicht dargestellten - Ausführung umfasst die Membran 31 den tellerartigen Abschnitt 32' und in einer weiteren - ebenfalls nicht dargestellten - Ausführung sind die Membran 31 und der tellerartige Abschnitt 32‘ einteilig ausgestaltet.

Eine Seite der Feder 34 ist - wie bereits beschrieben - mit der Membran 31 und dem Re- gelsteller 32 verbunden. Die andere Seite der Feder 34 steht in Verbindung mit einer Ein- stellvorrichtung 35 für die mechanische Einstellung des maximal zulässigen Druckwerts.

Die Einstellvorrichtung 35 in der dargestellten Ausführung besteht aus einem ringförmigen (oder als Mutter ausgeführten) Federhalter 35‘ und einer Einstellschraube 35“. Der - in der Art einer Mutter ausgeführte - Federhalter 35‘ verfügt dabei über ein Innengewinde und die Einstellschraube 35“ über ein passendes Außengewinde. Der Federhalter 35‘ und die Einstellschraube 35“ stehen in Eingriff miteinander.

An der oberen Stirnseite der Einstellschraube 35“ ist eine Vertiefung zu erkennen, die es beispielsweise erlaubt, ein passendes Werkzeug - z. B. einen Imbusschlüssel - einzu- bringen, sodass über die Drehung der Einstellschraube 35“, die hier auf einem Absatz 37' des Reglerdeckels 37 ruht, der Federhalter 35‘ axial bewegt wird. Durch diese axiale Be- wegung in Richtung des Regelstellers 32 oder von dem Regelsteller 32 fort wird die Feder 34 entsprechend gespannt oder entspannt. Dies setzt den maximalen Druckwert herauf bzw. herab.

Die Einstellvorrichtung 35 befindet sich in einem kaminartigen Abschnitt des Reglerde- ckels 37, der mit dem Gehäuse 4 verbunden ist und den Ausgleichsraum 60 oberhalb der Membran 31 umschließt. Eine Engstelle in dem Kaminabschnitt beschränkt den axialen Weg des Federhalters 35' in Richtung der Membran 31. Zu erkennen ist auch die radial umlaufende Aussparung in der Stirnseite des Federhalters 35‘, in welcher eine Seite der Feder 34 ruht.

Die Membran 31 und der Reglerdeckel 37 umgrenzen einen Ausgleichsraum 60, der Än- derungen des Durchströmungsraums 30 ausgleicht.

In einer Ausgestaltung wird - z. B. während einer Fertigung der Ventilvorrichtung 1 - der axiale Abschnitt des Reglerdeckels 37 oberhalb der Einstellschraube 35“ nach innen ge- crimpt und damit die Einstellschraube 35“ fixiert.

Der Kopf der Einstellschraube 35“ weist eine umlaufende Nut auf, in der ein O-Ring als Dichtvorrichtung 36 eingebracht ist. Dadurch wird der Bereich zwischen der Einstell- schraube 35“ und dem Reglerdeckel 37 abgedichtet.

Um eine - infolge einer axialen Bewegung des Regelstellers 32 und damit der Membran 31 auftretende - Änderung des Volumens des Ausgleichsraums 60 oberhalb der Memb- ran 31 zu ermöglichen, ist seitlich ein Ausgleichsloch 37“ im Reglerdeckel 37 vorhanden, das in Verbindung mit der Umgebung der Ventilvorrichtung 1 steht. Es kann somit Luft in den Druckregler 3 eindringen oder daraus entweichen. Die Kappe 38 schützt das Aus- gleichsloch 37“ und damit den Ausgleichsraum 60 im Reglerdeckel 37 oberhalb der Membran 31 vor Verschmutzungen und Feuchtigkeit.

Im Folgenden wird das Funktionieren des Druckreglers 3 beschrieben. Dabei handelt es sich vor allem um die Bewegung des Regelstellers 32 infolge des auf ihn einwirkenden Gasdrucks.

Ist der Druck in dem Durchströmungsraum 30 klein genug, so drückt die Feder 34 den Regelsteller 32 gegen den Regelsitz 33.

Steigt der Druck des eindringenden Gases, so wirkt auf den Regelsteller 32 eine Kraft entgegen der Feder 34 und hier insbesondere in axialer Richtung. Durch die wirkende Kraft bewegt sich der Regelsteller 32 in axialer Richtung (hier nach oben) in dem Regel- sitz 33, wenn die Kraft durch das Gas größer als die Federkraft ist. Durch diese Bewe- gung reduziert sich der Regelspalt, sodass weniger Gas durch den Innenraum des Regel- sitzes 33 in den Durchströmungsraums 30 gelangt. Dadurch reduziert sich der Druck.

Das Dichtelement 39 verschließt bei einer ausreichend weiten axialen Bewegung des Re- gelstellers 32 die untere Stirnseite des Regelsitzes 33, sodass kein Gas mehr in die Pas- sage 41 gelangen kann. Das Verschließen wird dadurch vereinfacht, dass an dieser unte- ren Stirnseite der radial zulaufende Innendurchmesser des ringförmigen Regelsitzes 33 seinen kleinsten Innendurchmesser aufweist.

Das Verschließen wird in der gezeigten Ausgestaltung dadurch verbessert, dass das Dichtelement 39 an den Bereichen, die in Kontakt mit der unteren Stirnseite des Regelsit- zes 33 gelangen, eine Fase aufweist (vergleiche den vergrößerten Ausschnitt der Fig. 3). Diese Fase kommt in Kontakt mit der abgerundeten Innenseite der unteren Stirnseite des Regelsitzes 33. Diese Kombination bewirkt, dass der Gasfluss beim Schließen des Über- gangs zwischen Regelsitz 33 zuverlässig gegen Null geht.

In der gezeigten Ausgestaltung besteht das Dichtelement 39 aus einem Gummi und hat die Form einer Halbkugel. Die angesprochene Fase befindet sich am Übergang vom kugelförmigen zum planen Bereich des Dichtelements 39.

In einer alternativen - nicht gezeigten - Ausgestaltung stößt das Dichtelement 39 flächig gegen die untere Stirnseite des Regelsitzes 33 an und verschließt sie so.

Hat somit der Regelsteller 32 eine ausreichend weite axiale Auslenkung erreicht, so ist der Innenraum des Regelsitzes 33 verschlossen und kein Gas gelangt mehr durch den Druckregler 3 hindurch. Dies ist entsprechend mit dem maximal zulässigen Gasdruck ver- bunden. Somit ist sichergestellt, dass der Gasdruck nur bis zu dem über die Einstellvor- richtung 35 vorgegebenen Druckwert steigen kann. Der maximale Druckwert ist zudem abhängig von der Geometrie der Bauteile, die den Durchgang des Gases verschließen: Regelsteller 32 (speziell die Länge des stangenartigen Abschnitts 32“ und die Position sowie die Ausgestaltung des Dichtelements 39) und Regelsitz 33 (insbesondere dessen axiale Höhe). Weiterhin wird der Druck unterhalb diesem vorgegeben Druckwert durch die Bewegung des Regelstellers 32 und die Reduktion des Regelspalts herabgesetzt. Der Druck, bei dessen Übersteigen sich der Regelsteller 32 bewegt, ist ebenfalls von der Vorgabe durch die Einstellvorrichtung 35 abhängig.

Die Anordnung des Regelsitzes 33, bei der der größte Innendurchmesser der Membran 31 zugewandt ist, wird auch für die Fertigung des Druckreglers 3 ausgenutzt.

Der Regelsitz 33 wird über eine Übermaßpassung in der Aussparung 40 aufgenommen. Dabei wird der Regelsitz 33 an seinen Unterbrechungen 33‘ aufgenommen und bündig dazu eingepresst. Der Regelsteller 32 mit seinem Dichtelement 39 lässt sich dann durch den Regelsitz 33 hindurchdrücken. Dabei ermöglicht die an der Innenseite des als Ring ausgestalteten Regelsitzes 33 angebrachte - hier insbesondere konische - Schräge eine leichte Montage, da sich so das Dichtelement 39 langsam zunehmend zusammendrücken lässt. Anschließend erfolgt die Montage der übrigen Komponenten des Druckreglers 3.

Bei der Fertigung sind somit zumindest folgenden Schritte in Bezug auf das Erzeugen des Druckreglers 3 vorgesehen:

In einem ersten Schritt wird der ringförmige Regelsitz 33 in die Aussparung 40 des Ge- häuses 4 eingebracht. Im folgenden Schritt wird der Regelsteller 32 mit dem Dichtelement 39 durch die Innenaussparung des Regelsitzes 33 eingebracht. Daran schließen sich alle anderen Schritte an, z. B. das Fixieren der Membran 31 und das Befestigen des Regler- deckels 37.

Insgesamt lässt sich erkennen, dass der Druckregler 3 einen Innenraum umfasst, der durch eine Membran 31 - in den Durchströmungsraum 30 und den Ausgleichsraum 60 - zweigeteilt ist und der durch eine Aussparung 40 in dem Gehäuse 4 und durch einen Reg- lerdeckel 37 gebildet wird. Der Reglerdeckel 37 dient in der gezeigten Ausgestaltung der Aufnahme der Feder 34, gegen welche der Gasdruck wirkt. Für die Führung des Regel- stellers 32 und für die Begrenzung von dessen beiden maximalen Zuständen (dies ist zum einen das Aufliegen auf der oberen Stirnseite 33“ und ist zum anderen das Verschließen der Öffnung der unteren Stirnseite des Regelsitzes 33) dient der als Ring ausgestaltete Regelsitz 33, der in die hier kreiszylindrische Aussparung 40 des Gehäuses 4 eingebracht worden ist. In der Fig. 4 ist der Regelsitz 33 in der räumlichen Darstellung zu erkennen.

Der Regelsitz 33 verfügt in der gezeigten Variante an der oberen und der Membran zu- gewandten Stirnseite 33“ über zwei Unterbrechungen 33', zwischen denen sich zwei Zin- nen befinden. Dabei sind auch andere Arten der oberen Stirnseite 33“, der Formen der Unterbrechungen 33' bzw. der Zinnen oder auch andere Anzahlen der Unterbrechungen 33' realisierbar. Die obere Stirnseite 33“ kann auch als Stirnseite mit dem größten Innen- durchmesser des ringförmigen Regelsitzes 33 bezeichnet werden.

Vergleicht man die Fig. 4 und die Fig. 2, so wird deutlich, dass das Gas durch den Innen- raum des Regelsitzes 33 und die Unterbrechungen 33' hindurch in die Passage 41 ge- langt.

Zu erkennen sind in der Fig. 4 zudem die Position des Regelsitzes 33 in der - hier ver- deckten - Aussparung des Gehäuses 4 und die den Regelsitz 33 radial umgebende Passage 41. Zudem ist der Ausgang 41 ' gezeigt, durch den das Gas die Passage 41 und da- mit den Druckregler 3 verlässt.

Die Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine alternative Ausgestaltung des Reglerdeckels 37. Dabei handelt es sich beispielsweise um ein Aluminium-Tiefziehteil im Gegensatz etwa zu einer Ausgestaltung aus Aluminium-Druckguss.

Der Grundkörper der Einstellschraube 35“ weist hier zwei umlaufende Nuten auf. In der unteren Nut befindet sich der O-Ring als ein Beispiel für die Dichtvorrichtung 36. In der anderen Nut wird bei der Fertigung die Wandung des axialen Abschnitts des Reglerde- ckels 37 für die Fixierung eingedrückt.

Eine Sicherung des mutternförmigen Federhalters 35' ergibt sich in der gezeigten Varian- te über die einseitige und lokal beschränkte Einprägung an der Seite (dies ist hier die rechte Seite) des Reglerdeckels 37. Neben dem kaminartigen Abschnitt des Reglerde- ckels 37 zur Aufnahme der Einstellvorrichtung 35 befindet sich das Ausgleichsloch 37“. In der räumlichen Darstellung der Fig. 6 sind die lokal beschränkte Einprägung und die - in der gezeigten Ausgestaltung vorgesehenen - vier Aussparungen für die Fixierung des Reglerdeckels 37 auf dem Gehäuse 4 zu erkennen.

Bezugszeichenliste Ventilvorrichtung

Magnetventil

Druckregler

Gehäuse

Durchströmungsraum

Membran

Regelsteller

‘ Tellerartiger Abschnitt des Regelstellers

“ Stangenartiger Abschnitt des Regelstellers

Regelsitz

‘ Unterbrechung des Regelsitzes

“ Stirnseite des Regelsitzes

Feder

Einstellvorrichtung

‘ Federhalter der Einstellvorrichtung

“ Einstellschraube der Einstellvorrichtung

Dichtvorrichtung

Reglerdeckel

‘ Absatz im kaminartigen Abschnitt des Reglerdeckels“ Ausgleichsloch im Reglerdeckel

Kappe

Dichtelement am Regelsteller

Aussparung im Gehäuse

Passage im Gehäuse

‘ Ausgang der Passage

Gaseingang der Ventilvorrichtung

Verteilerraum im Gehäuse

Ausgleichsraum